MD4382155T2 - Dispozitive de inhalare de lichid pulverizat pentru administrarea unor agenți terapeutici - Google Patents

Abstract

Un dispozitiv generator de lichid pulverizat (400) pentru livrarea unui lichid pulverizat către un utilizator, dispozitivul generator de lichid pulverizat (400) fiind destinat utilizării cu un dispozitiv de acţionare (202). Dispozitivul generator de lichid pulverizat (400) cuprinde o carcasă (204) care conţine o cameră de lichid (218), camera de lichid conţinând un lichid care urmează să fie atomizat, lichidul cuprinzând un agent terapeutic. Un ansamblu de sonicare (425) este cuplat la carcasa (204), ansamblul de sonicare (425) cuprinzând un traductor cu ultrasunete (215), o primă porţiune de ansamblu (426) şi o a doua porţiune de ansamblu (428) cuplată la prima porţiune de ansamblu (426). Cel puţin una dintre prima porţiune de ansamblu (426) şi a doua porţiune de ansamblu (428) cuprinde o secţiune deformabilă elastic care formează o etanşare între prima porţiune de ansamblu (426) şi a doua porţiune de ansamblu (428), care minimizează sau previne scurgerea unui fluid între prima porţiune de ansamblu (426) şi a doua porţiune de ansamblu (428).

Description

[0001] Domeniu

[0002] Prezenta invenţie se referă la dispozitivele de inhalare de lichid pulverizat. Prezenta invenţie se referă mai ales la dispozitive de inhalare de lichid pulverizat ultrasonice pentru atomizarea unui lichid care cuprinde un tratament terapeutic pentru inhalare de către un utilizator.

[0003] Stadiul tehnicii

[0004] Dispozitivele de inhalare de lichid pulverizat sunt utilizate pentru a genera lichid pulverizat sau vapori pentru inhalare de către utilizator. Lichidul pulverizat poate conţine un agent terapeutic sau un medicament care este inhalat de către un utilizator şi absorbit în fluxul sanguin al utilizatorului.

[0005] Eliberarea aerosolilor terapeutici este tratamentul principal pentru astm, boala pulmonară obstructivă cronică şi fibroza chistică. De asemenea, aerosolii terapeutici au aplicaţii pentru tratarea gripei, osteoporozei, precum şi pentru administrarea de vaccinuri.

[0006] Administrarea pulmonară a agenţilor terapeutici pentru tratarea bolii sistemice non-respiratorii este utilă datorită vascularizaţiei bogate a plămânilor, a unei bariere subţiri sânge-alveole, a suprafeţei mari, a evitării enzimelor gastrice şi a metabolismului hepatic de primă trecere. De asemenea, este utilă datorită confortului îmbunătăţit şi a gradului ridicat de respectare a tratamentului de către pacient. Sistemul pulmonar poate fi valorificat pentru a administra anticorpi, proteine, analgezice şi acizi nucleici. Tratarea tulburărilor sistemului nervos central, precum dependenţa de tutun, ar putea fi îmbunătăţită în mod semnificativ prin administrarea eficientă a nicotinei în circulaţia sistematică prin plămâni.

[0007] Eficacitatea aerosolului terapeutic se referă la cantitatea de medicament depusă dincolo de regiunea orofaringiană. Regiunea în care are loc depunerea este o funcţie a dimensiunii particulelor inhalate.

[0008] Dispozitivele utilizate în prezent pentru administrarea medicamentelor inhalate sunt împărţite în trei categorii: nebulizatoare, inhalatoare cu doze măsurate şi inhalatoare cu pulbere uscată.

[0009] Nebulizatoarele sunt de obicei împărţite în două tipuri: cu jet şi ultrasonice, dar în dispozitivele convenţionale, ambele tipuri au puncte slabe şi probleme.

[0010] Nebulizatoarele cu jet se bazează pe principiul Bernoulli şi produc picături relativ mari care, în general, se depun în regiunea orofaringiană şi, prin urmare, nu sunt extrem de eficiente. Nebulizatoarele ultrasonice folosesc cristale piezoelectrice care vibrează la frecvenţe cuprinse între 1 MHz şi 1,7 MHz, transmiţând energia vibratorie lichidului şi transformându-l în aerosoli. Este recunoscut faptul că nebulizatoarele ultrasonice nu sunt eficiente dacă se utilizează suspensii sau soluţii vâscoase şi tind să încălzească medicamentul, distrugând astfel moleculele şi eliminând beneficiile inhalării.

[0011] Inhalatoarele electronice de vaporizare şi alte inhalatoare cu vapori au de obicei designuri similare. Majoritatea inhalatoarelor electronice de vaporizare sunt dotate cu un rezervor de lichid cu o membrană interioară, cum ar fi un element capilar, de obicei bumbac, care reţine lichidul, astfel încât să prevină scurgerea din rezervor. Cu toate acestea, aceste dispozitive sunt încă predispuse la scurgeri, deoarece nu există niciun obstacol pentru a împiedica lichidul să iasă din membrană şi să intre în piesa bucală. Un inhalator electronic de vaporizare cu scurgeri este problematic din mai multe motive. Ca un prim dezavantaj, lichidul se poate scurge în componentele electronice, ceea ce poate provoca deteriorarea gravă a dispozitivului. Ca un al doilea dezavantaj, lichidul se poate scurge în piesa bucală a inhalatorului electronic de vaporizare, iar utilizatorul poate inhala lichidul nevaporizat.

[0012] Inhalatoarele electronice de vaporizare sunt, de asemenea, cunoscute pentru alimentarea de doze inconsecvente între extrageri. Scurgerea menţionată mai sus este una dintre cauzele dozelor inconsecvente, deoarece membrana poate fi suprasaturată sau subsaturată în apropierea vaporizatorului. Dacă membrana este suprasaturată, atunci utilizatorul poate observa o doză de vapori mai puternică decât cea dorită, iar dacă membrana este subsaturată, atunci utilizatorul poate resimţi o doză de vapori mai slabă decât cea dorită. În plus, mici modificări ale puterii extragerii utilizatorului pot oferi doze mai puternice sau mai slabe. Dozarea inconsecventă, împreună cu scurgerile, poate duce la un consum mai rapid al lichidului de vapat.

[0013] În plus, inhalatoarele electronice de vaporizare convenţionale tind să se bazeze pe inducerea unor temperaturi ridicate ale unei componente de încălzire metalică configurată pentru a încălzi un lichid, vaporizând astfel lichidul care poate fi inspirat. Problemele cu inhalatoarele electronice de vaporizare convenţionale pot include posibilitatea arderii metalului şi inspirarea ulterioară a metalului împreună cu lichidul ars. În plus, este posibil ca unele persoane să nu prefere mirosul de ars cauzat de lichidul încălzit. US2022/117296 dezvăluie un dispozitiv de administrare a nicotinei care cuprinde un traductor ultrasonic.

[0014] În prezent, este recunoscut faptul că inhalatoarele electronice de vaporizare pot juca un rol esenţial într-un program de renunţare la fumat, permiţând unui utilizator să primească doze de nicotină într-un mod considerat mai sigur decât ţigările convenţionale. Utilizatorii sunt, în general, mai predispuşi să adere la un program de renunţare la fumat folosind inhalatoare de vaporizare în comparaţie cu plasturii cu nicotină sau produsele de mestecat. Cu toate acestea, inhalatoarele de vaporizare convenţionale pot administra doze de nicotină în mod consecvent cu fiecare puf luat de un utilizator, iar inhalatoarele convenţionale de vaporizare sunt de obicei slabe la imitarea efectului gură-plămân (MTL).

[0015] Astfel, există o necesitate în stadiul tehnicii pentru dispozitive îmbunătăţite de inhalare de lichid pulverizat care să încerce să soluţioneze cel puţin unele dintre problemele descrise în prezentul document.

[0016] Scurtă descriere a invenţiei

[0017] Prezenta invenţie prezintă un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat după cum este revendicat în revendicarea 1 şi un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat după cum este revendicat în revendicarea 15. Prezenta invenţie furnizează, de asemenea, exemple de realizare preferate, după cum sunt revendicate în revendicările aferente.

[0018] Diferitele exemple ale acestei dezvăluiri, care sunt descrise mai jos, au mai multe beneficii şi avantaje comparativ cu inhalatoarele convenţionale. Aceste beneficii şi avantaje sunt prezentate în descrierea de mai jos.

[0019] Deoarece dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat din exemplele acestei dezvăluiri permite o funcţionare cu o eficienţă mai mare decât dispozitivele de inhalare de lichid pulverizat convenţionale, dispozitivele de inhalare de lichid pulverizat din exemplele prezentei dezvăluiri au un beneficiu pentru mediu datorită consumului redus de energie.

[0020] Se remarcă faptul că expresia „lichid pulverizat» utilizată în următoarea dezvăluire înseamnă că lichidul nu este încălzit ca de obicei în inhalatoarele tradiţionale cunoscute în stadiul tehnicii. De fapt, inhalatoarele tradiţionale folosesc elemente de încălzire pentru a încălzi lichidul peste temperatura sa de fierbere pentru a produce vapori, ceea ce este diferit faţă de lichidul pulverizat.

[0021] În realitate, la sonicarea lichidelor la intensităţi ridicate, undele sonore care se propagă în mediul lichid au ca rezultat alternarea ciclurilor de înaltă presiune (compresie) şi de joasă presiune (rarefiere), la viteze diferite în funcţie de frecvenţă. În timpul ciclului de joasă presiune, undele ultrasonice de înaltă intensitate creează mici bule de vid sau goluri în lichid. Când bulele ating un volum la care nu mai pot absorbi energie, fac implozie în mod violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Acest fenomen se numeşte cavitaţie. În timpul imploziei, sunt atinse presiuni foarte mari la nivel local. La cavitaţie, se generează valuri capilare sparte, iar picăturile mici sparg tensiunea de suprafaţă a lichidului şi sunt eliberate rapid în aer, luând formă de lichid pulverizat.

[0022] În cele ce urmează se va explica mai precis fenomenul cavitaţiei.

[0023] Când lichidul este atomizat de vibraţii ultrasonice, în lichid se produc microbule de apă.

[0024] Producerea bulelor este un proces de formare a cavităţilor create de presiunea negativă generată de undele ultrasonice intense generate de vibraţiile ultrasonice.

[0025] Undele sonore ultrasonice de înaltă intensitate duc la creşterea rapidă a cavităţilor, cu o reducere relativ scăzută şi neglijabilă a dimensiunii cavităţii în timpul ciclului de presiune pozitivă.

[0026] Undele de ultrasunete, ca toate undele sonore, constau din cicluri de comprimare şi dilatare. Când sunt în contact cu un lichid, ciclurile de comprimare exercită o presiune pozitivă asupra lichidului, împingând moleculele una în cealaltă. Ciclurile de dilatare exercită o presiune negativă, separând moleculele.

[0027] Undele ultrasonice intense creează regiuni de presiune pozitivă şi presiune negativă. O cavitate se poate forma şi poate creşte în timpul episoadelor de presiune negativă. Când cavitatea atinge o dimensiune critică, cavitatea implodează.

[0028] Cantitatea de presiune negativă necesară depinde de tipul şi puritatea lichidului. Pentru lichide cu adevărat pure, rezistenţele la tracţiune sunt atât de mari încât generatoarele de ultrasunete disponibile nu pot produce suficientă presiune negativă pentru a genera cavităţi. În apa pură, de exemplu, ar fi necesare mai mult de 1.000 de atmosfere de presiune negativă, dar cele mai puternice generatoare de ultrasunete produc doar aproximativ 50 de atmosfere de presiune negativă. Rezistenţa la tracţiune a lichidelor este redusă de gazul prins în crăpăturile particulelor lichide. Efectul este analog cu reducerea rezistenţei care apare din cauza fisurilor din materialele solide. Atunci când o crăpătură umplută cu gaz este expusă la un ciclu de presiune negativă de la o undă sonoră, presiunea redusă face ca gazul din crăpătură să se dilate până când o mică bulă este eliberată în soluţie.

[0029] Cu toate acestea, o bulă iradiată cu ultrasunete absoarbe în mod continuu energia din ciclurile alternative de comprimare şi dilatare ale undei sonore. Acestea determină bulele să crească şi să se contracte, atingând un echilibru dinamic între golul din interiorul bulei şi lichidul din exterior. În unele cazuri, undele ultrasonice vor susţine o bulă care pur şi simplu oscilează în dimensiune. În alte cazuri, dimensiunea medie a bulei va creşte.

[0030] Creşterea cavităţii depinde de intensitatea sunetului. Ultrasunetele de înaltă intensitate pot extinde cavitatea atât de rapid în timpul ciclului de presiune negativă, încât cavitatea nu are niciodată ocazia de a se micşora în timpul ciclului de presiune pozitivă. În acest proces, cavităţile pot creşte rapid în cursul unui singur ciclu de sunete.

[0031] Pentru ultrasunetele de joasă intensitate, dimensiunea cavităţii oscilează în fază cu ciclurile de dilatare şi comprimare. Suprafaţa unei cavităţi produsă de ultrasunetele de joasă intensitate este puţin mai mare în timpul ciclurilor de dilatare decât în timpul ciclurilor de comprimare. Deoarece cantitatea de gaz care difuzează în sau din cavitate depinde de suprafaţă, difuzia din cavitate în timpul ciclurilor de expansiune va fi uşor mai mare decât difuzia din timpul ciclurilor de compresie. Prin urmare, pentru fiecare ciclu de sunet, cavitatea se dilată puţin mai mult decât se contractă. De-a lungul mai multor cicluri, cavităţile vor creşte lent.

[0032] S-a observat că o cavitate în creştere poate ajunge în cele din urmă la o dimensiune critică, la care va absorbi cel mai eficient energia de la ultrasunete. Dimensiunea critică depinde de frecvenţa undei de ultrasunete. După ce o cavitate a avut o creştere foarte rapidă cauzată de ultrasunetele de înaltă intensitate, aceasta nu mai poate absorbi energia la fel de eficient din undele sonore. Fără acest aport de energie, cavitatea nu se mai poate susţine. Lichidul intră şi cavitatea implodează din cauza unui răspuns neliniar.

[0033] Energia eliberată de implozie face ca lichidul să fie fragmentat în particule microscopice care sunt dispersate în aer sub formă de lichid pulverizat.

[0034] Ecuaţia pentru descrierea fenomenului de răspuns neliniar de mai sus poate fi descrisă prin ecuaţia „Rayleigh-Plesset». Această ecuaţie poate fi derivată din ecuaţia „Navier-Stokes» utilizată în dinamica fluidelor.

[0035] Abordarea inventatorilor a fost de a rescrie ecuaţia „Rayleigh-Plesset» în care volumul bulei, V, este utilizat ca parametru dinamic şi în care fizica ce descrie disiparea este la fel ca fizica utilizată în forma mai clasică în care raza este parametrul dinamic.

[0036] Ecuaţia utilizată este derivată după cum urmează:

[0037]

[0038] unde:

[0039] V este volumul bulei

[0040] V0 este volumul bulei de echilibru

[0041] p0 este densitatea lichidului (presupusă a fi constantă)

[0042] σ este tensiunea de suprafaţă

[0043] pv este presiunea vaporilor

[0044] p0 este presiunea statică în lichidul aflat imediat în afara peretelui de bule

[0045] K este indicele politropic al gazului

[0046] t este timpul

[0047] R(t) este raza bulei

[0048] P(t) este presiunea aplicată

[0049] c este viteza sunetului lichidului

[0050] ɸ este potenţialul de viteză

[0051] λ este lungimea de undă a câmpului de insonificare

[0052] În inhalatorul ultrasonic cu lichid pulverizat, lichidul are o viscozitate cinematică între 1,05 Pa.sec şi 1,412 Pa.sec.

[0053] Prin rezolvarea ecuaţiei de mai sus cu parametrii potriviţi de viscozitate, densitate şi având un volum ţintă dorit de bule de lichid pulverizat în aer, s-a constatat că intervalul de frecvenţă de la 2,8 MHz la 3,2 MHz pentru un interval de viscozitate a lichidului de 1,05 Pa.s şi 1,412 Pa.s produce un volum de bule de aproximativ 0,25 până la 0,5 microni.

[0054] Procesul de cavitaţie ultrasonic are un impact semnificativ asupra concentraţiei de nicotină din lichidul pulverizat produs.

[0055] Nu sunt implicate elemente de încălzire, ceea ce duce la lipsa elementelor arse şi la reducerea efectelor fumului pasiv.

[0056] În inhalatorul ultrasonic cu lichid pulverizat, un element capilar se poate dilata între camera de sonicare şi camera pentru lichid.

[0057] În inhalatorul ultrasonic cu lichid pulverizat, elementul capilar este un material fabricat cel puţin parţial din fibre de bambus.

[0058] Elementul capilar permite o capacitate mare de absorbţie, o viteză ridicată a absorbţiei, precum şi un raport ridicat de retenţie a lichidelor.

[0059] S-a constatat că proprietăţile inerente ale materialului propus utilizat pentru capilaritate au un impact semnificativ asupra funcţionării eficiente a inhalatorului ultrasonic cu lichid pulverizat.

[0060] În plus, proprietăţile inerente ale materialului propus includ o bună higroscopicitate, menţinând în acelaşi timp o bună permeabilitate. Acest lucru permite lichidului extras să pătrundă eficient în capilar, în timp ce capacitatea mare de absorbţie observată permite reţinerea unei cantităţi considerabile de lichid, permiţând astfel inhalatorul ultrasonic cu lichid pulverizat să dureze mai mult timp în comparaţie cu alte produse disponibile pe piaţă.

[0061] Un alt avantaj semnificativ al utilizării fibrelor de bambus este bio-agentul antimicrobian natural, şi anume „Kun», prezent în mod inerent în fibra de bambus, care îi conferă proprietăţi antibacteriene, antifungice şi de rezistenţă la miros, ceea ce înseamnă că este potrivit pentru aplicaţii medicale.

[0062] Proprietăţile inerente au fost verificate prin analiză numerică în ceea ce priveşte beneficiile fibrei de bambus pentru sonicare.

[0063] Următoarele formule au fost testate cu material din fibre de bambus şi alte materiale, precum bumbac, hârtie sau alte fire de fibre pentru utilizare ca element capilar şi demonstrează că fibrele de bambus au proprietăţi mult mai bune pentru utilizarea în sonicare:

[0064]

[0065] unde:

[0066] C (cc/gm de fluid/gm) este volumul per masă de lichid absorbit împărţit la masa uscată a elementului capilar,

[0067] A (cm2) este suprafaţa totală a elementului capilar

[0068] T (cm) este grosimea elementului capilar,

[0069] Wf (gm) este masa elementului capilar uscat,

[0070] Pf (cc/g.sec) este densitatea elementului capilar uscat,

[0071] α este raportul dintre creşterea volumului elementului capilar la umezire şi volumul de lichid difuzat în elementul capilar,

[0072] Vd (cc) este cantitatea de lichid difuzată în elementul capilar,

[0073]

[0074] Q (cc/sec) este cantitatea de lichid absorbită per unitate de timp,

[0075] r (cm) este raza porilor din interiorul elementului capilar,

[0076] γ (N/m) is the surface tension of the liquid,

[0077] θ (grade) este unghiul de contact al fibrei,

[0078] η (m2/sec) este viscozitatea fluidului.

[0079] În inhalatorul ultrasonic de lichid pulverizat, elementul capilar poate fi un material fabricat cel puţin parţial din fibre de bambus.

[0080] În inhalatorul ultrasonic de lichid pulverizat, elementul capilar poate fi fibră de bambus 100 %.

[0081] Teste extinse au concluzionat că o fibră de bambus pură 100 % este alegerea optimă pentru sonicare.

[0082] În inhalatorul ultrasonic de lichid pulverizat, elementul capilar poate fi fibră de bambus 75 % şi, opţional, 25 % bumbac.

[0083] Elementul capilar din fibră de bambus pură 100 % sau cu un procent ridicat de fibre de bambus demonstrează o capacitate mare de absorbţie, precum şi o transmitere îmbunătăţită a fluidului, ceea ce înseamnă că este o alegere optimă pentru aplicarea inhalatorului ultrasonic de lichid pulverizat.

[0084] Scurtă descriere a figurilor

[0085] Pentru ca prezenta dezvăluire să fie înţeleasă mai bine, exemplele de realizare preferabile ale acesteia vor fi descrise mai jos, doar ca exemple, cu referire la ilustraţiile însoţitoare, în care:

[0086] Figura 1 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui inhalator de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0087] Figura 2 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui inhalator de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0088] Figura 3 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui inhalator de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0089] Figura 4 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui inhalator de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0090] Figura 5 este o vedere extinsă în perspectivă de tip diagramă a unui inhalator de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0091] Figura 6 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui suport al traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0092] Figura 7 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui suport al traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0093] Figura 8 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui element capilar dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0094] Figura 9 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui element capilar dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0095] Figura 10 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui suport al traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0096] Figura 11 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui suport al traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0097] Figura 12 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unei carcase dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0098] Figura 13 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui element de absorbţie dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0099] Figura 14 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unei carcase dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0100] Figura 15 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unei carcase dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0101] Figura 16 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui element de absorbţie dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0102] Figura 17 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unei carcase dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0103] Figura 18 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unei carcase dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0104] Figura 19 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unei carcase dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0105] Figura 20 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui panou de circuite dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0106] Figura 21 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui panou de circuite dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0107] Figura 22 este o vedere extinsă în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0108] Figura 23 este o vedere extinsă în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0109] Figura 24 este o vedere în secţiune transversală a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0110] Figura 25 este o vedere în secţiune transversală a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0111] Figura 26 este o vedere în secţiune transversală a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0112] Figura 27 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0113] Figura 28 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0114] Figura 29 este o vedere extinsă în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0115] Figura 30 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui ansamblu al suportului traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0116] Figura 31 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui suport al ansamblului traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0117] Figura 32 este o vedere în perspectivă extinsă de tip diagramă a unui ansamblu al suportului traductorului dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0118] Figura 33 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0119] Figura 34 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0120] Figura 35 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0121] Figura 36 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0122] Figura 37 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0123] Figura 38 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0124] Figura 39 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0125] Figura 40 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0126] Figura 41 este o vedere secţionată a unei părţi în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0127] Figura 42 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0128] Figura 43 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0129] Figura 44 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0130] Figura 45 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0131] Figura 46 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0132] Figura 47 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0133] Figura 48 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0134] Figura 49 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0135] Figura 50 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0136] Figura 51 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0137] Figura 52 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0138] Figura 53 este o vedere extinsă în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat descris în prezenta dezvăluire.

[0139] Figura 54 este o vedere în secţiune transversală de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0140] Figura 55 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0141] Figura 56 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0142] Figura 57 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri care arată o cale a fluxului de aer.

[0143] Figura 58 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri care arată o cale a fluxului de aer.

[0144] Figura 59 este o vedere în secţiune transversală în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri care arată o cale a fluxului de aer.

[0145] Figura 60 este o vedere detaliată în perspectivă de tip diagramă a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0146] Figura 61 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0147] Figura 62 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0148] Figura 63 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0149] Figura 64 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0150] Figura 65 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0151] Figura 66 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0152] Figura 67 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0153] Figura 68 este o diagramă schematică a unei dispuneri de circuite integrate din prezenta dezvăluire.

[0154] Figura 69 este o diagramă schematică a unui circuit integrat al prezentei dezvăluiri.

[0155] Figura 70 este o diagramă schematică a unui generator de modulaţie a lăţimii impulsului din prezenta dezvăluire.

[0156] Figura 71 este o diagramă de temporizare a unui exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0157] Figura 72 este o diagramă de temporizare a unui exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0158] Figura 73 este un tabel care prezintă funcţiile orificiilor dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0159] Figura 74 este o diagramă schematică a unui circuit integrat al prezentei dezvăluiri.

[0160] Figura 75 este o diagramă de circuit a unei punţi H dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0161] Figura 76 este o diagramă de circuit a unei dispuneri a unui senzor de curent dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0162] Figura 77 este o diagramă de circuit a unei punţi H dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0163] Figura 78 este un grafic care prezintă tensiunile din timpul fazelor de funcţionare ale punţii H din Figura 75.

[0164] Figura 79 este un grafic care prezintă tensiunile din timpul fazelor de funcţionare ale punţii H din Figura 75.

[0165] Figura 80 este un grafic care arată tensiunea şi curentul la un terminal al unui traductor ultrasonic în timp ce traductorul ultrasonic este acţionat de puntea H din Figura 75.

[0166] Figura 81 este o diagramă schematică care prezintă conexiunile dintre circuitele integrate ale prezentei dezvăluiri.

[0167] Figura 82 este o diagramă schematică a unui circuit integrat al prezentei dezvăluiri.

[0168] Figura 83 este o diagramă care ilustrează paşii unei metode de autentificare dintr-un exemplu al prezentei dezvăluiri.

[0169] Figura 84 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a unui capac terminal al unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0170] Figura 85 este o vedere în perspectivă de tip diagramă a carcasei unui dispozitiv de acţionare descris în prezenta dezvăluire.

[0171] Figura 86 este un grafic care arată rezultatul unui test EMC pentru un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat descris în prezenta dezvăluire.

[0172] Descrierea detaliată a dezvăluirii

[0173] Aspectele prezentei dezvăluiri sunt cel mai bine înţelese din următoarea descriere detaliată atunci când sunt citite împreună cu figurile însoţitoare. Se remarcă faptul că, în conformitate cu practica standard din domeniu, diferite caracteristici nu sunt desenate la scară. În realitate, dimensiunile diferitelor caracteristici pot fi mărite sau reduse în mod arbitrar pentru claritatea discuţiei.

[0174] Următoarea dezvăluire oferă multe exemple de realizare sau exemple diferite pentru implementarea diferitelor caracteristici ale subiectului prezentat. Exemple specifice de componente, concentraţii, aplicaţii şi dispuneri sunt descrise mai jos pentru a simplifica prezenta dezvăluire. Acestea sunt, desigur, doar exemple şi nu sunt menite a fi limitative. De exemplu, ataşarea unei prime caracteristici şi a unei a doua caracteristici în descrierea care urmează poate include exemple de realizare în care prima caracteristică şi a doua caracteristică sunt ataşate în contact direct şi poate include, de asemenea, exemple de realizare în care caracteristici suplimentare pot fi poziţionate între prima caracteristică şi a doua caracteristică, astfel încât prima caracteristică şi a doua caracteristică să nu fie în contact direct. În plus, prezenta dezvăluire poate repeta numere şi/sau litere de referinţă în diferitele exemple. Această repetiţie are scopul simplităţii şi clarităţii şi nu dictează în sine o relaţie între diferitele exemple de realizare şi/sau configuraţii discutate.

[0175] Următoarea dezvăluire descrie exemple reprezentative. Fiecare exemplu poate fi considerat un exemplu de realizare şi orice referire la un „exemplu» poate fi schimbată în „exemplu de realizare» în prezenta dezvăluire.

[0176] Unele părţi ale prezentei dezvăluiri se referă la un inhalator electronic de vaporizare. Exemplul specific descris mai jos implică nicotină. Cu toate acestea, sunt descrise şi alte exemple, precum un inhalator pentru agenţi terapeutici, medicamente şi suplimente pe bază de plante. În plus, dispozitivul poate fi ambalat pentru a arăta ca un dispozitiv medical care nu seamănă cu o ţigară.

[0177] Inhalatoarele ultrasonice cu vapori sunt fie de unică folosinţă, fie reutilizabile. Termenul „reutilizabil», aşa cum este utilizat aici, implică faptul că dispozitivul de stocare a energiei este reîncărcabil sau înlocuibil sau că lichidul poate fi alimentat fie prin reumplere, fie prin înlocuirea structurii rezervorului de lichid. În mod alternativ, în unele exemple de realizare, dispozitivul electronic reutilizabil este reîncărcabil, iar lichidul poate fi completat.

[0178] Dispozitivele de inhalare cu vaporizare electronice convenţionale tind să se bazeze pe inducerea unor temperaturi ridicate ale unei componente metalice configurate pentru a încălzi un lichid în dispozitivul de inhalare, vaporizând astfel lichidul care poate fi inhalat. Lichidul conţine, de regulă, nicotină şi arome amestecate într-o soluţie de propilenglicol şi glicerină vegetală, care este vaporizată printr-o componentă de încălzire la temperaturi ridicate. Problemele cu inhalatoarele convenţionale pot include posibilitatea arderii metalului şi inhalarea ulterioară a metalului împreună cu lichidul ars. În plus, este posibil ca unele persoane să nu prefere mirosul sau gustul de ars cauzat de lichidul încălzit.

[0179] Pentru fiecare aplicaţie diferită pentru un sistem de generare a lichidului pulverizat, există o frecvenţă sau un interval de frecvenţă optim pentru acţionarea mijloacelor vibraţiilor ultrasonice 5 pentru a optimiza pulverizarea. În exemplele în care mijloacele vibraţiilor ultrasonice 5 sunt reprezentate de un traductor piezoelectric, frecvenţa sau intervalul de frecvenţă optim va depinde de cel puţin următorii patru parametri:

1.

Procesele de fabricare a traductoarelor

[0181] În unele exemple, mijlocul vibraţiilor ultrasonice 5 cuprinde un material ceramic piezoelectric. Materialul ceramic piezoelectric este fabricată prin amestecarea compuşilor pentru a obţine un pastă ceramică, iar acest proces de amestecare poate să nu fie consecvent pe tot parcursul producţiei. Această inconsecvenţă poate da naştere unei game de frecvenţe de rezonanţă diferite ale materialului ceramic piezoelectric întărit.

[0182] Dacă frecvenţa de rezonanţă a materialului ceramic piezoelectric nu corespunde frecvenţei necesare de funcţionare a dispozitivului, atunci nu se produce lichid pulverizat în timpul funcţionării dispozitivului. În cazul unui dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat terapeutic, chiar şi o uşoară compensare a frecvenţei rezonante a materialului ceramic piezoelectric este suficientă pentru a afecta pulverizarea, ceea ce înseamnă că dispozitivul nu va administra utilizatorului niveluri adecvate de agent terapeutic.

2.

Sarcina de pe traductor

[0184] În timpul funcţionării, orice modificare a sarcinii pe traductorul piezoelectric va inhiba deplasarea generală a oscilaţiei traductorului piezoelectric. Pentru a obţine o deplasare optimă a oscilaţiei traductorului piezoelectric, frecvenţa de acţionare trebuie ajustată pentru a permite circuitului să furnizeze o putere adecvată pentru o deplasare maximă.

[0185] Tipurile de sarcini care pot afecta eficienţa oscilatorului pot include cantitatea de lichid de pe traductor (umezeala materialului fitilului) şi forţa arcului aplicată materialului de fitil pentru a menţine contactul permanent cu traductorul. De asemenea, poate include mijloacele de conectare electrică.

3.

Temperatura

[0187] Oscilaţiile ultrasonice ale traductorului piezoelectric sunt parţial amortizate de asamblarea acestuia într-un dispozitiv. Aceasta poate include plasarea traductorului într-un inel de silicon/cauciuc şi exercitarea unei presiuni asupra materialului de suflare care se află deasupra traductorului. Această atenuare a oscilaţiilor determină creşterea temperaturilor locale pe şi în jurul traductorului.

[0188] O creştere a temperaturii afectează oscilaţia datorită modificărilor comportamentului molecular al traductorului. O creştere a temperaturii înseamnă mai multă energie la moleculele ceramicii, ceea ce afectează temporar structura sa cristalină. Deşi efectul este inversat pe măsură ce temperatura se reduce, este necesară o modulare a frecvenţei furnizate pentru a menţine oscilaţia optimă. Această modulare a frecvenţei nu poate fi realizată cu un dispozitiv convenţional cu frecvenţă fixă.

[0189] O creştere a temperaturii reduce, de asemenea, viscozitatea soluţiei (lichid pentru dispozitive electronice) care este vaporizată, ceea ce poate necesita o modificare a frecvenţei de acţionare pentru a induce cavitaţia şi a menţine pulverizarea continuă. În cazul unui dispozitiv convenţional cu frecvenţă fixă, o reducere a viscozităţii lichidului fără nicio modificare a frecvenţei de acţionare va reduce sau va opri complet pulverizarea, făcând ca dispozitivul să fie inoperabil.

4.

Distanţa până la sursa de alimentare

[0191] Frecvenţa de oscilaţie a circuitului electronic se poate modifica în funcţie de lungimile firului dintre traductor şi dispozitivul de acţionare al oscilatorului. Frecvenţa circuitului electronic este invers proporţională cu distanţa dintre traductor şi circuitul rămas.

[0192] Deşi parametrul de distanţă este fixat în primul rând într-un dispozitiv, acesta poate varia în timpul procesului de fabricare a dispozitivului, reducând eficienţa generală a dispozitivului. Prin urmare, este de dorit să se modifice frecvenţa de acţionare a dispozitivului pentru a compensa variaţiile şi a optimiza eficienţa dispozitivului.

[0193] Un traductor piezoelectric poate fi modelat ca un circuit RLC într-un circuit electronic, după cum se arată în Figura 5. Cei patru parametri descrişi mai sus pot fi modelaţi ca modificări ale inductanţei generale, capacităţii şi/sau rezistenţei circuitului RLC, modificând intervalul de frecvenţă de rezonanţă furnizat traductorului. Pe măsură ce frecvenţa circuitului creşte până în jurul punctului de rezonanţă al traductorului, impedanţa de înregistrare a circuitului general scade la minimum şi apoi creşte la maxim înainte de a se stabili la un interval median.

[0194] Figura 6 prezintă un grafic generic care explică modificarea impedanţei generale cu creşterea frecvenţei într-un circuit RLC. Figura 7 arată cum un traductor piezoelectric acţionează ca un condensator într-o primă regiune capacitivă la frecvenţe sub o primă frecvenţă predeterminată fs şi într-o a doua regiune capacitivă la frecvenţe peste o a doua frecvenţă predeterminată fp. Traductorul piezoelectric acţionează ca un inductor într-o regiune inductivă la frecvenţe cuprinse între prima şi a doua frecvenţă predeterminată fs, fp. Pentru a menţine oscilaţia optimă a traductorului şi, prin urmare, eficienţa maximă, curentul care trece prin traductor trebuie menţinut la o frecvenţă în regiunea inductivă.

[0195] Controlerul de frecvenţă al dispozitivului din unele exemple este configurat pentru a menţine frecvenţa de oscilaţie a traductorului piezoelectric (mijloacele vibraţiilor ultrasonice 5) în regiunea inductivă, pentru a maximiza eficienţa dispozitivului.

[0196] Controlerul de frecvenţă este configurat pentru a efectua o operaţiune de baleiaj în care controlerul de frecvenţă acţionează traductorul la frecvenţe care urmăresc progresiv o gamă de frecvenţe de baleiaj predeterminată. În timp ce controlerul de frecvenţă efectuează baleiajul, controlerul de frecvenţă monitorizează o valoare de conversie analogică-digitală (ADC) a unui convertor analogic-digital care este cuplat la traductor. În unele exemple, valoarea convertorului analog-digital este un parametru al convertorului analog-digital care este proporţional cu tensiunea pe traductor. În alte exemple, valoarea convertorului analog-digital este un parametru al convertorului analog-digital care este proporţional cu curentul care trece prin traductor.

[0197] După cum va fi descris mai detaliat mai jos, controlerul de frecvenţă al unor exemple determină puterea activă utilizată de traductorul ultrasonic prin monitorizarea curentului care trece prin traductor.

[0198] În timpul operaţiunii de baleiaj, controlerul de frecvenţă localizează regiunea inductivă a frecvenţei pentru traductor. După ce controlerul de frecvenţă a identificat regiunea inductivă, controlerul de frecvenţă înregistrează valoarea convertorului analog-digital şi blochează frecvenţa de acţionare a traductorului la o frecvenţă din regiunea inductivă (respectiv între prima şi a doua frecvenţă predeterminată fs, fp) pentru a optimiza cavitaţia ultrasonică de către traductor. Când frecvenţa de acţionare este blocată în regiunea inductivă, factorul de cuplare electromecanică al traductorului este maximizat, maximizând astfel eficienţa dispozitivului.

[0199] În unele exemple, controlerul de frecvenţă este configurat să efectueze operaţia de baleiaj pentru a localiza regiunea inductivă de fiecare dată când oscilaţia este pornită sau repornită. În exemple, controlerul de frecvenţă este configurat pentru a bloca frecvenţa de acţionare la o nouă frecvenţă în regiunea inductivă de fiecare dată când este pornită oscilaţia şi, astfel, pentru a compensa orice modificări ale parametrilor care afectează eficienţa funcţionării dispozitivului.

[0200] În unele exemple, controlerul de frecvenţă asigură pulverizarea optimă şi maximizează eficienţa administrării agenţilor terapeutici către utilizator. În unele exemple, controlerul de frecvenţă optimizează dispozitivul şi îmbunătăţeşte eficienţa şi maximizează administrarea agentului terapeutic către utilizator.

[0201] În alte exemple, controlerul de frecvenţă optimizează dispozitivul şi îmbunătăţeşte eficienţa oricărui alt dispozitiv care utilizează ultrasunete. În unele exemple, controlerul de frecvenţă este configurat pentru utilizarea cu tehnologia de ultrasunete pentru aplicaţii terapeutice pentru a extinde îmbunătăţirea eliberării medicamentului dintr-un sistem de administrare a medicamentelor receptiv la ultrasunete. Având o frecvenţă precisă şi optimă în timpul funcţionării, se asigură că microbulele, nanobulele, nanopicăturile, lipozomii, emulsiile, micelele sau orice alte sisteme de administrare sunt extrem de eficiente.

[0202] În unele exemple, pentru a asigura generarea optimă a lichidului pulverizat şi livrarea optimă a compuşilor descrişi mai sus, controlerul de frecvenţă este configurat să funcţioneze într-un mod recursiv. Atunci când controlerul de frecvenţă funcţionează în modul recursiv, controlerul de frecvenţă aplică în mod periodic baleiajul frecvenţelor în timpul funcţionării dispozitivului şi monitorizează valoarea ADC pentru a determina dacă valoarea ADC este peste un prag predeterminat care indică oscilaţia optimă a traductorului.

[0203] În unele exemple, controlerul de frecvenţă execută operaţiunea de baleiaj în timp ce dispozitivul este în proces cu aerosolizare a lichidului, în cazul în care controlerul de frecvenţă este capabil să identifice o posibilă frecvenţă mai bună pentru traductor. În cazul în care controlerul de frecvenţă identifică o frecvenţă mai bună, controlerul de frecvenţă blochează frecvenţa de acţionare la frecvenţa mai bună nou identificată pentru a menţine funcţionarea optimă a dispozitivului.

[0204] În unele exemple, controlerul de frecvenţă aplică în mod periodic baleiajul frecvenţelor pentru o durată predeterminată în timpul funcţionării dispozitivului. În cazul dispozitivului din exemplele descrise mai sus, durata predeterminată a baleiajului şi perioada de timp dintre baleiaje sunt selectate pentru a optimiza funcţionalitatea dispozitivului. Atunci când este implementat într-un dispozitiv ultrasonic de inhalare de lichid pulverizat, acest lucru va asigura o livrare optimă către un utilizator pe tot parcursul inhalării utilizatorului.

[0205] Pentru a asigura o generare adecvată a lichidului pulverizat, în acest exemplu, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat cuprinde un traductor ultrasonic/piezoelectric cu diametrul exact sau de aproximativ 16 mm. Acest traductor este fabricat la valori specifice de capacitate şi impedanţă pentru a controla frecvenţa şi puterea necesare pentru generarea volumului de aerosoli dorit.

[0206] Un traductor ultrasonic în formă de disc, cu diametrul de 16 mm, plasat orizontal, ar avea ca rezultat un dispozitiv mare, care ar putea să nu fie la fel de ergonomic ca dispozitivul portabil. Pentru a minimiza această problemă, traductorul ultrasonic al acestui exemplu este ţinut în poziţie verticală în camera de sonicare (suprafaţa plană a traductorului ultrasonic este, în general, paralelă cu curgerea lichidului aerosolizat la muştiuc şi/sau, în general, paralelă cu lungimea longitudinală a dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat). Cu alte cuvinte, traductorul ultrasonic este, în general, perpendicular pe o bază a dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat.

[0207] Referindu-ne acum la figurile 1 şi 2 din ilustraţiile însoţitoare, un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat 200 din câteva exemple cuprinde un dispozitiv de generare a lichidului pulverizat 201 şi un dispozitiv de acţionare 202. Dispozitivul de acţionare 202 este, în acest exemplu, prevăzut cu o adâncitură 203 care primeşte şi reţine o parte a generatorului de aerosoli 201. Prin urmare, generatorul de lichid pulverizat 201 poate fi cuplat cu dispozitivul de acţionare 202 pentru a forma un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat compact şi portabil 200, după cum se arată în Figura 1.

[0208] Referindu-ne acum la Figurile 3-5 din ilustraţiile însoţitoare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 cuprinde o carcasă a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 204 care este alungită şi formată opţional din două porţiuni de carcasă 205, 206 care sunt prinse una de cealaltă. Carcasa generatorului de pulverizare 204 cuprinde un orificiu de intrare a aerului 207 şi un orificiu de ieşire a lichidului pulverizat 208.

[0209] În acest exemplu, carcasa generatorului de lichid pulverizat 204 este din plastic turnat prin injecţie, în special polipropilenă, care este utilizată de obicei pentru aplicaţii medicale. În acest exemplu, carcasa generatorului de lichid pulverizat 204 este fabricată dintr-un copolimer heterofazic. Mai ales un copolimer heterofazic BF970MO, care are o combinaţie optimă de rigiditate foarte ridicată şi rezistenţă ridicată la impact. Piesele carcasei generatorului de aerosoli turnate cu acest material au performanţe antistatice bune.

[0210] Un copolimer heterofazic, cum ar fi polipropilena, este deosebit de potrivit pentru carcasa generatorului de lichid pulverizat 204, deoarece acest material nu determină condensarea aerosolului în timp ce curge din camera de sonicare 219 prin muştiuc la utilizator. Acest material plastic poate fi, de asemenea, reciclat în mod direct cu uşurinţă, folosind procese industriale de mărunţire şi curăţare.

[0211] În Figurile 1, 2 şi 4, orificiul de ieşire a lichidului pulverizat 208 este închis de un element de închidere 209. Cu toate acestea, este de apreciat faptul că atunci când este utilizat dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat 200, elementul de închidere 209 este îndepărtat din orificiul de ieşire a lichidului pulverizat 208, după cum se arată în Figura 3.

[0212] Referindu-ne acum la Figurile 6 şi 7, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 200 cuprinde un suport pentru traductor 210 care este ţinut în carcasa dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 204. Suportul traductorului 210 cuprinde o porţiune de corp 211 care, în acest exemplu, are formă cilindrică sau în general cilindrică, cu deschideri circulare superioare şi inferioare 212, 213. Suportul traductorului 210 este prevăzut cu o adâncitură internă 214 pentru a primi o margine a unui traductor ultrasonic 215, după cum se arată în Figura 7.

[0213] Suportul traductorului 210 încorporează o secţiune decupată 216 prin care un electrod 217 se extinde de la traductorul ultrasonic 215, astfel încât electrodul 217 să poată fi conectat electric la un dispozitiv de acţionare cu curent alternativ al dispozitivului de acţionare, după cum este descris mai detaliat mai jos.

[0214] Referindu-ne din nou la Figura 5, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 cuprinde o cameră pentru lichid 218 care este prevăzută în carcasa dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 204. Camera pentru lichid 218 conţine un lichid, precum un lichid terapeutic, care urmează să fie atomizat. În unele exemple, camera pentru lichid 218 conţine un lichid. În alte exemple, camera pentru lichid 218 este goală iniţial, iar camera pentru lichid este umplută ulterior cu un lichid.

[0215] Preferabil, lichidul include cel puţin un agent terapeutic adecvat pentru administrarea de aerosoli în plămâni prin inhalare de către un pacient pentru a oferi pacientului un tratament dorit. Unele exemple de agenţi terapeutici includ, fără limitare, administrarea de aerosoli de agenţi farmacologici în plămâni pentru a promova un efect clinic sistemic sau direct, cu un efect advers minim. Un tratament terapeutic poate include, de asemenea, de exemplu, dar fără a se limita la, medicamente naturale, derivaţi canabinoizi, cum ar fi CBD pentru ameliorarea durerii şi alte tratamente; substanţe botanice; opioide; ARN; ADN; chimioterapii; componente subcelulare, inclusiv, de exemplu, ribozomi, reticul endoplasmatic, citoschelet şi mitocondrii; suplimente pentru îmbunătăţirea performanţei; albuterol/salbutamol pentru pacienţii cu astm; agenţi precum beta-lactamele, polimixine şi antibiotice bactericide pe bază de aminoglicozide; amfotericină B; morfină; fentanil; prostaciclină, amiloridă şi interferon-g; şi ciclosporină în caz de respingere a terapiei de urgenţă la pacienţii cu transplant pulmonar şi ca tratament pentru astm.

[0216] Următoarea descriere se referă la nicotină, dar în alte exemple ale acestei dezvăluiri, nicotina este înlocuită cu un agent terapeutic, cum ar fi, fără limitare, unul sau mai mulţi dintre agenţii terapeutici descrişi în prezentul document.

[0217] Un lichid (denumit aici şi lichid pentru dispozitive electronice) cu compoziţie adecvată pentru utilizare într-un dispozitiv ultrasonic care este alimentat la o frecvenţă de 3,0 MHz (±0,2 MHz) de o baterie cu polimer de litiu de 3,7 V (LiPo) care constă dintr-o sare de nicotină care constă din levulinat de nicotină în care:

[0218] Cantitatea relativă de glicerină vegetală din compoziţie este: de la 55 la 80 % (g/g) sau de la 60 la 80 % (g/g) sau de la 65 la 75 % (g/g) sau 70 % (g/g); şi/sau

[0219] Cantitatea relativă de propilenglicol din compoziţie este: de la 5 la 30 % (g/g) sau de la 10 la 30 % (g/g) sau de la 15 la 25 % (g/g) sau 20 % (g/g); şi/sau

[0220] Cantitatea relativă de apă din compoziţie este: de la 5 la 15 % (g/g) sau de la 7 la 12 % (g/g) sau 10 % (g/g); şi/sau

[0221] Cantitatea de nicotină şi/sau sare de nicotină din compoziţie este: de la 0,1 la 80 mg/ml sau de la 0,1 la 50 mg/ml sau de la 1 la 25 mg/ml sau de la 10 la 20 mg/ml sau 17 mg/ml.

[0222] În unele exemple, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 conţine un lichid pentru dispozitive electronice cu o viscozitate cinematică între 1,05 Pa•s şi 1,412 Pa•s.

[0223] În unele exemple, camera pentru lichid 218 conţine un lichid care cuprinde o sare de levulinat de nicotină într-un raport molar de 1:1.

[0224] În unele exemple, camera pentru lichid 218 conţine un lichid pentru dispozitive electronice sau lichid care cuprinde arome.

[0225] În unele exemple, camera pentru lichid 218 conţine un lichid pentru dispozitive electronice sau lichid care cuprinde cel puţin un canabinoid sau fitocanabinoid derivat dintr-o plantă de canabis. În unele exemple, cel puţin un canabinoid sau fitocanabinoid cuprinde unul sau mai mulţi dintre tetrahidrocanabinol (THC), canabidiol (CBD) şi/sau canabinol (CBN).

[0226] În unele exemple, camera pentru lichid 218 conţine un lichid pentru dispozitive electronice sau lichid care cuprinde unul sau mai mulţi compuşi psihedelici care pot fi utilizaţi ca agenţi terapeutici. În unele exemple, compusul sau compuşii psihedelici este sau sunt unul sau mai mulţi dintre dietilamida acidului lisergic (LSD), 3,4-metilendioximetamfetamina (MDMA), ketamina, esketamina, ibogaina, mescalina, o triptamină, o triptamină substituită, O-acetilpsilocina (4-AcO-DMT), psilocibina (4-PO-DMT), psilocina (4-HO-DMT), O-metilbufotenina (5-MeO-DMT), 24ufotenina (5-HO-DMT) şi/sau N,N-dimetiltriptamina (DMT sau N,N-DMT).

[0227] În unele exemple, camera pentru lichid 218 conţine un lichid cu o viscozitate cinematică între 1,05 Pa•s şi 1,412 Pa•s şi o densitate a lichidului între 1,1 g/ml şi 1,3 g/ml.

[0228] Prin utilizarea unui lichid pentru dispozitive electronice cu parametrii corecţi de viscozitate, densitate şi cu un volum ţintă dorit de pulverizare a lichidului în aer, s-a constatat că intervalul de frecvenţă de la 2,8 MHz la 3,2 MHz pentru un interval de viscozitate a lichidului de 1,05 Pa•s şi 1,412 Pa•s şi densitatea de aproximativ 1,1-1,3 g/ml (se obţine intervalul de densitate de la Hertz) produce un volum de picături în care 90 % din picături sunt sub 1 micron şi 50 % dintre acestea sunt mai mici de 0,5 microni.

[0229] Dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 cuprinde o cameră de sonicare 219 care este prevăzută în carcasa generatorului de lichid pulverizat 204.

[0230] Revenind la figurile 6 şi 7, suportul traductorului 210 cuprinde o porţiune de separator 220 care asigură o barieră între camera pentru lichid 218 şi camera de sonicare 219. Bariera asigurată de porţiunea separatorului 220 minimizează riscul ca respectiva cameră de sonicare 219 să fie inundată cu lichid din camera pentru lichid 218 sau ca un element capilar peste traductorul ultrasonic 215 să devină suprasaturat, deoarece oricare dintre acestea ar supraîncărca şi reduce eficienţa traductorului ultrasonic 215. Mai mult decât atât, inundarea camerei de sonicare 219 sau suprasaturarea elementului capilar ar putea provoca, de asemenea, o experienţă neplăcută cu lichidul aspirat de utilizator în timpul inhalării. Pentru a atenua acest risc, porţiunea de divizare 220 a suportului traductorului 210 stă ca un perete între camera de sonicare 219 şi camera pentru lichid 218.

[0231] Porţiunea despărţitoare 220 cuprinde un orificiu capilar 221, care este singurul mijloc prin care lichidul poate curge din camera pentru lichid 218 în camera de sonicare 219, printr-un element capilar. În acest exemplu, deschiderea capilară 221 este o fantă alungită cu o lăţime între 0,2 mm şi 0,4 mm. Dimensiunile orificiului capilar 221 sunt astfel încât marginile deschiderii capilare 221 să furnizeze o forţă de polarizare care acţionează asupra unui element capilar care se extinde prin deschiderea capilară 221 pentru un control suplimentar al fluxului de lichid către camera de sonicare 219.

[0232] În acest exemplu, suportul traductorului 210 este din cauciuc siliconic lichid. În acest exemplu, cauciucul siliconic lichid are o duritate Shore A 60. Acest material LSR se asigură că traductorul ultrasonic 215 vibrează fără ca suportul traductorului 210 să atenueze vibraţiile. În acest exemplu, deplasarea vibratorie a traductorului ultrasonic 215 este de 2-5 nanometri şi orice efect de amortizare poate reduce eficienţa traductorului ultrasonic 215. Prin urmare, acest material LSR şi duritatea sunt selectate pentru performanţe optime, cu compromisuri minime.

[0233] Referindu-ne acum la Figurile 8 şi 9, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 cuprinde un capilar sau element capilar 222 pentru transferarea unui lichid (care conţine un medicament, un agent terapeutic sau altă substanţă) din camera pentru lichid 218 în camera de sonicare 219. Elementul capilar 222 este planar sau în general planar cu o primă porţiune 223 şi o a doua porţiune 224. În acest exemplu, prima porţiune 223 are o formă dreptunghiulară sau în general dreptunghiulară, iar a doua porţiune 224 are o formă parţial circulară.

[0234] În acest exemplu, elementul capilar 222 cuprinde o a treia porţiune 225 şi o a patra porţiune 226, care au forme identice cu prima porţiune şi a doua porţiune 223, 224. Elementul capilar 222 din acest exemplu este pliat în jurul unei linii de pliere 227 astfel încât prima porţiune şi a doua porţiune 223, 224 şi a treia porţiune şi a patra porţiune 225, 226 să fie suprapuse una peste cealaltă, aşa cum se arată în Figura 9.

[0235] În acest exemplu, elementul capilar are o grosime de aproximativ 0,28 mm. Atunci când elementul capilar 222 este pliat pentru a avea două straturi, după cum se arată în Figura 9, grosimea totală a elementului capilar este de aproximativ 0,56 mm. Acest strat dublu asigură, de asemenea, că există întotdeauna suficient lichid pe traductorul ultrasonic 215 pentru o generare optimă de aerosoli.

[0236] În acest exemplu, atunci când elementul capilar 222 este pliat, capătul inferior al primei părţi şi a celei de-a treia părţi 223, 225 defineşte un capăt inferior mărit 228 care măreşte suprafaţa elementului capilar 222 în porţiunea elementului capilar 222 care se află în lichid în camera pentru lichid 218 pentru a maximiza viteza cu care elementul capilar 222 absoarbe lichidul.

[0237] În acest exemplu, elementul capilar 222 este 100 % fibră de bambus. În alte exemple, elementul capilar este fabricat cel puţin din 75 % fibră de bambus. Beneficiile utilizării fibrei de bambus ca element capilar sunt cele descrise mai sus.

[0238] Referindu-ne acum la Figurile 10 şi 11, elementul capilar 222 este reţinut de suportul traductorului 210 astfel încât suportul traductorului 210 să reţină a doua porţiune 224 a elementului capilar 222 suprapusă pe o parte a unei suprafeţe de atomizare a traductorului ultrasonic 215. În acest exemplu, a doua porţiune circulară 224 se află în adâncitura internă 214 a suportului traductorului 210.

[0239] Prima porţiune 223 a elementului capilar 222 se extinde prin deschiderea capilară 221 din suportul traductorului 210.

[0240] Referindu-ne acum la Figurile 12-14, a doua porţiune 206 a carcasei generatorului de lichid pulverizat 204 cuprinde un perete în general circular 229 care primeşte suportul traductorului 210 şi face parte din peretele camerei de sonicare 219.

[0241] Deschiderile de contact 230 şi 231 sunt prevăzute într-un perete lateral al celei de-a doua porţiuni 206 pentru primirea contactelor electrice 232 şi 233 care formează conexiuni electrice cu electrozii traductorului ultrasonic 215.

[0242] În acest exemplu, un vârf absorbant sau un element absorbant 234 este prevăzut adiacent orificiului de ieşire a aerosolilor 208 pentru a absorbi lichidul la orificiul de ieşire a aerosolilor 208. În acest exemplu, elementul absorbant 234 este din fibră de bambus.

[0243] Referindu-ne acum la Figurile 15-17, prima porţiune 205 a carcasei generatorului de lichid pulverizat 204 are o formă similară cu a doua porţiune 206 şi cuprinde o altă porţiune de perete în general circulară 235 care formează o porţiune suplimentară a peretelui camerei de sonicare 219 şi reţine suportul traductorului 210.

[0244] În acest exemplu, un alt element absorbant 236 este prevăzut adiacent orificiului de ieşire a aerosolilor 208 pentru a absorbi lichidul la orificiul de ieşire a aerosolilor 208.

[0245] În acest exemplu, prima porţiune 205 a carcasei generatorului de lichid pulverizat 204 cuprinde o dispunere de susţinere a arcului 237 care susţine capătul inferior al unui arc de reţinere 238, după cum se arată în Figura 18.

[0246] Un capăt superior al arcului de reţinere 238 intră în contact cu a doua porţiune 224 a elementului capilar 222, astfel încât arcul de reţinere 238 să asigure o forţă de polarizare care deplasează elementul capilar 222 pe suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic 215.

[0247] Referindu-ne la Figura 19, suportul traductorului 210 este prezentat în poziţie şi este reţinut de a doua porţiune 206 a carcasei generatorului de lichid pulverizat 204, înainte ca cele două porţiuni 205, 206 ale carcasei generatorului de lichid pulverizat 204 să fie prinse una de cealaltă.

[0248] Referindu-ne la Figurile 20-23, în acest exemplu, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 cuprinde un dispunere de identificare 239. Dispunerea de identificare 239 cuprinde o placă de circuite imprimate 240 având contactele electrice 241 prevăzute pe o parte şi un circuit integrat 242 şi o altă componentă opţională 243 prevăzută pe cealaltă parte.

[0249] Circuitul integrat 242 are o memorie care stochează un identificator unic pentru dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201. Contactele electrice 241 asigură o interfaţă electronică pentru comunicarea cu circuitul integrat 242.

[0250] Placa cu circuite imprimate 240 este, în acest exemplu, montată într-o adâncitură 244 pe o parte a carcasei generatorului de aerosoli 204. Circuitul integrat 242 şi alte componente electronice opţionale 243 se află într-o adâncitură suplimentară 245, astfel încât placa de circuit imprimat 240 să fie, în general, la acelaşi nivel cu partea laterală a carcasei generatorului de lichid pulverizat 204.

[0251] În acest exemplu, circuitul integrat 242 este un dispozitiv programabil de unică folosinţă care asigură o caracteristică anti-contrafacere care permite utilizarea cu dispozitivul numai a generatoarelor de aerosoli autentice fabricate de producător. Această caracteristică anti-contrafacere este implementată în dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 ca un circuit integrat (CI) specific personalizat care este legat (cu placa de circuit imprimat 240) la dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201. OTP ca IC conţine o informaţie cu adevărat unică care permite o trasabilitate completă a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 201 (şi a conţinutului acestuia) pe durata sa de viaţă, precum şi o monitorizare precisă a consumului de către utilizator. Circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă permite funcţionarea generatorului de aerosoli 201 pentru a genera aerosoli numai atunci când este autorizat.

[0252] O implementare a circuitului integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă a unui exemplu al prezentei dezvăluiri este descrisă în detaliu mai jos.

[0253] Funcţia dispozitivului programabil de unică folosinţă dictează starea autorizată a unui generator specific de aerosoli 201. Într-adevăr, pentru a preveni emisiile de carbonili şi pentru a menţine aerosolul la standarde sigure, experimentele au arătat că generatorul de aerosoli 201 este considerat gol de lichid în camera pentru lichid 218 după aproximativ 1000 de secunde de aerosolizare. În acest fel, un dispozitiv de generare a lichidului pulverizat 201 care nu este autentic sau gol nu va putea fi activat după această durată predeterminată de utilizare.

[0254] OTP, ca o caracteristică, poate face parte dintr-un lanţ complet cu conjuncţia punctului de vânzare digital, a aplicaţiei mobile însoţitoare şi a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 201. Numai un generator de aerosoli autentic 201 fabricat de o companie de încredere şi vândut la punctul de vânzare digital poate fi utilizat în dispozitiv. O aplicaţie digitală mobilă însoţitoare, fiind o legătură între contul de utilizator de pe platforma digitală a unui producător şi generatorul de aerosoli 201, asigură utilizarea în siguranţă a unui conţinut sigur cunoscut pentru o durată de aplicare sigură.

[0255] De asemenea, funcţia OTP permite un nivel ridicat de control şi monitorizare a accesului necesar în conformitate cu administrarea medicamentelor în cazul utilizării între companii (B2B) cu unităţi medicale de încredere. Circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă este citit de dispozitivul de acţionare 202 care poate recunoaşte generatorul de aerosoli 201 introdus şi reţeta asociată acestuia. Dispozitivul de acţionare 202 nu poate fi utilizat cu acest generator de aerosoli 201 mai mult decât şi în afara intervalului de timp specificat în reţetă. În plus, poate fi oferit un memento în aplicaţia mobilă însoţitoare pentru a reduce la minimum omiterea unei doze de către utilizator.

[0256] În unele exemple, circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă este de unică folosinţă în acelaşi mod ca generatorul de aerosoli 201. Ori de câte ori generatorul de aerosoli 201 este considerat gol, acesta nu va fi activat dacă este introdus într-un dispozitiv de acţionare 202. În mod similar, un generator de aerosoli contrafăcut 201 nu ar fi funcţional în dispozitivul de acţionare 202.

[0257] Figurile 24-26 ilustrează modul în care aerul trece prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 în timpul funcţionării.

[0258] Sonicarea agentului terapeutic lichid (soluţii medicale, suspensii medicale, soluţii de proteine, suplimente etc.) îl transformă în aerosoli (aerosolizare). Cu toate acestea, acest lichid pulverizat s-ar aşeza peste traductorul ultrasonic 215 dacă nu ar fi disponibil suficient aer ambiant pentru a înlocui aerosolul în creştere. În camera de sonicare 219, este necesară o alimentare continuă cu aer, deoarece lichidul pulverizat (aerosolul) este generat şi scos prin muştiuc şi ajunge la utilizator. Pentru a satisface această cerinţă, este prevăzut un canal de flux de aer. În acest exemplu, canalul fluxului de aer are o suprafaţă medie a secţiunii transversale de 11,5 mm2, care este calculată şi proiectată în camera de sonicare 219 pe baza presiunii negative a aerului de la un utilizator mediu. Acest aspect controlează, de asemenea, raportul lichid pulverizat-aer al aerosolului inhalat, controlând cantitatea de medicament livrată utilizatorului.

[0259] Pe baza cerinţelor de proiectare, canalul fluxului de aer este dirijat astfel încât să se iniţieze din partea inferioară a camerei de sonicare 219. Deschiderea din partea inferioară a camerei de aerosoli se aliniază cu deschiderea către o punte de flux de aer din dispozitiv şi este strâns adiacentă acesteia. Canalul de curgere a fluxului de aer se deplasează vertical, în sus, de-a lungul rezervorului şi continuă până în centrul camerei de sonicare (concentric cu traductorul ultrasonic 215). Aici, se întoarce 90° spre interior. Calea de trecere continuă apoi până la aproximativ 1,5 mm de la traductorul ultrasonic 215. Această direcţionare asigură maximizarea aerului ambiant alimentat direct în direcţia suprafeţei de atomizare a traductorului ultrasonic 215. Aerul curge prin canal, spre traductor, colectează lichidul aerosolii generaţi pe măsură ce ies prin muştiuc şi ajung la utilizator.

[0260] Aerul curge în dispozitivul generatorului de lichid pulverizat 201 prin portul de intrare a aerului 207 care, aşa cum este descris mai jos, comunică fluidic cu o punte a fluxului de aer din dispozitivul de acţionare 202. Aerul curge de-a lungul unei căi de curgere care schimbă direcţia fluxului de aer cu aproximativ 90° pentru a direcţiona fluxul de aer către traductorul ultrasonic 215.

[0261] În unele exemple, dispunerea fluxului de aer este configurată pentru a schimba direcţia unui flux de aer de-a lungul traseului de curgere a aerului, astfel încât fluxul de aer să fie în esenţă perpendicular pe suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic pe măsură ce fluxul de aer trece în camera de sonicare.

[0262] Referindu-ne acum la Figurile 27-29 din ilustraţiile însoţitoare, un dispozitiv de generare a lichidului pulverizat 400 cu câteva exemple ale acestei dezvăluiri cuprinde multe dintre aceleaşi elemente ca dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 descris în prezentul document. Aceleaşi numere de referinţă sunt utilizate pentru elementele echivalente ale dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 ca şi dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201. Fiecare dispozitiv de generare a lichidului pulverizat 201, 401 descris în prezentul document poate fi cunoscut în mod alternativ drept o capsulă sau un cartuş.

[0263] Dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 este configurat pentru a fi ataşat în mod detaşabil la dispozitivul de acţionare 202 pentru a funcţiona în mare parte în acelaşi mod ca dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 descris în prezentul document. În alte exemple, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 poate fi fixat de, format integral cu sau ataşat în alt mod nedetaşabil la dispozitivul de acţionare 202.

[0264] Dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 cuprinde o carcasă 204 care conţine o cameră pentru lichid 218 care conţine un lichid care urmează să fie atomizat. Camera pentru lichid 218 poate conţine orice lichid pentru dispozitive electronice sau lichid descris în prezenta dezvăluire sau orice alt lichid care urmează a fi atomizat.

[0265] Dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 cuprinde un muştiuc 401 care este cuplat la carcasa 204. Muştiucul 401 conţine o bază 402 care are o deschidere 403 care primeşte o porţiune de conector 404 a carcasei 204. Porţiunea conectorului 404 cuprinde cel puţin un element cu clichet 405 care angrenează o adâncitură a clichetului (nu este prezentată) pentru a fixa muştiucul 401 în legătură cu carcasa 204.

[0266] Muştiucul 401 se îngustează progresiv de la baza 402 până la un capăt distal 406. Capătul distal 406 cuprinde un orificiu de ieşire a lichdului pulverizat 208 care permite ieşirea aerosolilor din dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 pentru a fi inhalaţi de către un utilizator.

[0267] Referindu-ne acum la figurile 30-32 din ilustraţiile însoţitoare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 cuprinde un traductor ultrasonic 215. În acest exemplu, traductorul ultrasonic 215 este primit într-o stivă de traductoare ultrasonice 407, care poate fi cunoscută în mod alternativ sub numele de ansamblu al traductorului ultrasonic. Stiva de traductoare ultrasonice 407 cuprinde o bază în general cilindrică 408 care cuprinde o adâncitură în general cilindrică 409. O margine în general cilindrică 410 înconjoară un capăt superior deschis al adânciturii în general cilindrice 409. Marginea 410 prezintă o suprafaţă care, în acest exemplu, este o suprafaţă în general plană în formă de inel care intră în contact şi susţine traductorul ultrasonic 215.

[0268] Baza 408 este fabricată dintr-un material deformabil rezistent. În acest exemplu, baza 408 este din silicon, dar în alte exemple baza 408 este dintr-un plastic deformabil rezistent diferit.

[0269] În acest exemplu, baza 408 cuprinde un perete despărţitor 411 la o parte inferioară a adânciturii în general cilindrice 409. Peretele despărţitor 411 este prevăzut cu o deschidere centrală 412.

[0270] Stiva de traductoare ultrasonice 407 cuprinde un prim contact al traductorului electric 413. În acest exemplu, primul contact electric al traductorului 413 cuprinde o porţiune inferioară cilindrică 414 care este cuplată la o flanşă radială 415. O conexiune electrică 416 este cuplată la partea superioară a flanşei 415 pe o parte opusă a flanşei 415 faţă de porţiunea inferioară cilindrică 414. În acest exemplu, conexiunea electrică 416 este încărcată cu arc şi configurată să se deplaseze în raport cu flanşa 415. În alte exemple, conexiunea electrică 416 este fixă în raport cu flanşa 415.

[0271] Atunci când primul contact electric al traductorului 413 este primit în deschiderea centrală 412, flanşa 415 este aşezată pe peretele despărţitor 414 în jurul periferiei deschiderii centrale 412. Conexiunea electrică 416 se extinde în sus peste nivelul marginii 410. Când traductorul ultrasonic 215 este în contact cu marginea 410, conexiunea electrică 416 intră în contact cu prima conexiune electrică de pe partea inferioară a traductorului ultrasonic 215 şi este polarizată faţă de prima conexiune electrică a traductorului 215.

[0272] În acest exemplu, baza 408 cuprinde o porţiune decupată 417 în care o porţiune a bazei 408 de sub separatorul 411 de pe o parte a bazei 408 este decupată pentru a permite accesul la partea porţiunii inferioare cilindrice 414 a primului contact electric al traductorului 413.

[0273] Stiva de traductoare ultrasonice 407 cuprinde o carcasă metalică în general cilindrică 418 care înconjoară cel puţin parţial baza 408 atunci când este asamblată stiva de traductoare ultrasonice 407. Carcasa 418 cuprinde o adâncitură interioară în general cilindrică 419, care are o deschidere 420 la un capăt. Traductorul ultrasonic 215 cuprinde o suprafaţă de atomizare 215a care este poziţionată la deschiderea 420 a carcasei 418. În acest exemplu, suprafaţa de atomizare 215a este plană sau în general plană. O buză 421, în general circulară orientată spre interior, înconjoară deschiderea 420. O porţiune inferioară a carcasei 418 este decupată pentru a corespunde porţiunii decupate 417 a bazei 408.

[0274] Când este asamblată stiva de traductoare ultrasonice 407, carcasa 418 se aşază peste traductorul ultrasonic 215, buza 421 intrând în contact cel puţin cu o parte din periferia traductorului ultrasonic 215 pentru a menţine traductorul ultrasonic 215 într-o poziţie în raport cu bază şi pentru a menţine traductorul ultrasonic 215 în contact cu marginea 410 a bazei 408. Marginea 421 se conectează electric la o a doua conexiune electrică 422 care este prevăzută în jurul periferiei traductorului ultrasonic 215. Carcasa 418 formează astfel un al doilea punct de contact cu traductorul electric.

[0275] Similar cu suportul traductorului 210 descris în prezentul document, baza deformabilă rezistentă 408 asigură faptul că traductorul ultrasonic 215 vibrează fără ca baza 408 să atenueze vibraţiile. Înălţimea bazei 408 este selectată pentru a se asigura că traductorul ultrasonic 215 este ţinut strâns între buza 421 a carcasei 418 şi marginea 410. Acest lucru minimizează mişcarea traductorului ultrasonic 215 în raport cu conexiunea electrică 416 şi carcasa 418, care ar putea altfel întrerupe conexiunea electrică dintre conexiunile electrice de pe traductorul ultrasonic 215 şi conexiunea electrică 416 şi buza 421 a carcasei 418. Prin urmare, stiva de traductoare ultrasonice 407 permite vibraţii optime ale traductorului ultrasonic 215, menţinând în acelaşi timp o conexiune electrică fiabilă cu traductorul ultrasonic 215.

[0276] După cum este descris mai jos, un prim terminal alungit al dispozitivului 423 se extinde prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 pentru a se conecta electric la porţiunea inferioară cilindrică 414 a primului punct de contact al traductorului electric 413. Un al doilea terminal alungit al dispozitivului 424 se extinde printr-o parte a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400, conectându-se electric la carcasa 418. Primul şi al doilea terminal alungit al dispozitivului 423, 424 primesc un semnal de acţionare CA de la dispozitivul de acţionare 202 şi transmit semnalul de acţionare CA către traductorul ultrasonic 215.

[0277] Configuraţia stivei de traductoare 407 este de aşa natură încât stiva de traductoare ultrasonice 407 poate fi asamblată cu uşurinţă, fie manual, fie folosind echipamente automate.

[0278] Deşi în acest exemplu, stiva de traductoare ultrasonice 407 este în general cilindrică, în alte exemple, stiva de traductoare ultrasonice 407 poate avea o formă diferită, precum alungită sau cuboidă.

[0279] Deşi stiva de traductoare ultrasonice 407 este descrisă şi prezentată în prezentul document în utilizare cu dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400, trebuie apreciat faptul că stiva de traductoare ultrasonice 407 poate fi prevăzută în mod izolat şi/sau integrat pentru a fi utilizată cu orice alt tip de dispozitiv care cuprinde un traductor ultrasonic. Prin urmare, orice dispozitiv care utilizează ultrasunete poate beneficia de reţinerea sigură a traductorului ultrasonic şi de conexiunea electrică fiabilă la traductorul ultrasonic, care este asigurată de stiva de traductoare ultrasonice 407.

[0280] Referindu-ne din nou la figura 29 din ilustraţiile însoţitoare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 cuprinde un ansamblu de sonicare 425 care primeşte stiva de traductoare ultrasonice 407. Ansamblul de sonicare 425 cuprinde o primă porţiune a ansamblului 426 care cuprinde o adâncitură 427 care primeşte şi reţine traductorul ultrasonic 215 în stiva de traductoare ultrasonice 407.

[0281] Ansamblul de sonicare 425 cuprinde o a doua porţiune a ansamblului 428 care, atunci când este asamblată, este cuplată la prima porţiune a ansamblului 426. După cum este descris mai jos, configuraţia primei şi a celei de-a doua porţiuni a ansamblului 426, 428 permite primei şi celei de-a doua porţiuni a ansamblului 426, 428 să se îmbine cu uşurinţă, ceea ce facilitează asamblarea dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400. Părţile ansamblului de sonicare 425 pot fi asamblate folosind roboţi automaţi pe o linie de producţie cu intervenţie umană minimă. Prin urmare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 este configurat pentru a fi produs în masă pe o linie de producţie relativ uşor şi la costuri reduse în comparaţie cu dispozitivele de inhalare de lichid pulverizat convenţionale.

[0282] Cel puţin una dintre prima porţiune a ansamblului 426 şi a doua porţiune a ansamblului 428 cuprinde o secţiune deformabilă rezistentă care formează o etanşare între prima porţiune a ansamblului 426 şi a doua porţiune a ansamblului 428. Etanşarea minimizează sau împiedică scurgerea unui lichid între prima porţiune a ansamblului 426 şi a doua porţiune a ansamblului 428. Configuraţia deformabilă rezistentă a primei şi a celei de-a doua porţiuni a ansamblului 426, 428 evită necesitatea aplicării unui material de etanşare sau adeziv, ceea ce reduce complexitatea şi costul de fabricaţie a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400.

[0283] În acest exemplu, atât prima porţiune de ansamblu 426, cât şi a doua porţiune de ansamblu 428 sunt fabricate dintr-un material deformabil rezistent. În alte exemple, doar una dintre prima porţiune a ansamblului 426 şi a doua porţiune a ansamblului 428 este fabricată dintr-un material deformabil rezistent.

[0284] În acest exemplu, materialul deformabil rezistent este siliconul. În alte exemple, materialul deformabil rezistent este un material plastic diferit care se deformează în mod rezistent.

[0285] Referindu-ne acum la Figurile 33 şi 34 din ilustraţiile însoţitoare, prima porţiune a ansamblului 426 cuprinde un perete terminal 429 care este distanţat de o porţiune de barieră 430. Peretele terminal 429 este prevăzut cu o deschidere de ieşire a aerosolilor 431 pentru a permite aerosolilor să treacă dintr-o parte în cealaltă a peretelui superior 429. Pe cealaltă parte a peretelui terminal 429 este prevăzută o adâncitură 432 (vizibilă în figura 29). O flanşă orientată spre exterior 433 se întinde în jurul periferiei peretelui terminal 429 pentru a intra în contact cu carcasa 204.

[0286] Prima porţiune a ansamblului 426 cuprinde o porţiune centrală a peretelui terminal 429 şi a porţiunii de barieră 430. Porţiunea centrală 434 este prevăzută cu adâncitura 427 care primeşte traductorul ultrasonic 215. În acest exemplu, porţiunea centrală 434 este prevăzută cu primele deschideri de fixare a alinierii 435,436. Porţiunea centrală 434 cuprinde o deschidere de intrare 437 care permite trecerea aerului din exteriorul dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 în interiorul ansamblului de sonicare 425.

[0287] Prima porţiune a ansamblului 426 reţine traductorul ultrasonic 215 într-o orientare astfel încât planul suprafeţei de atomizare 215a a traductorului ultrasonic 215 să fie aliniat şi în mare parte paralel cu un plan care se întinde de-a lungul unei lungimi longitudinale a carcasei 204.

[0288] Porţiunea de barieră 430 cuprinde o etanşare deformabilă rezistentă 438 care, în acest exemplu, este o proeminenţă care se extinde de la porţiunea de barieră 430 care este poziţionată între ansamblul de sonicare 428 şi pereţii interiori ai cavităţii interne a carcasei 204. Porţiunea de barieră minimizează sau previne scurgerile de lichid din camera pentru lichid 218.

[0289] Porţiunea de barieră 430 cuprinde o deschidere capilară 439. În acest exemplu, deschiderea capilară 439 este poziţionată central în porţiunea de barieră 430 şi se prezintă sub forma unei fante în general alungite. Orificiul capilar 439 este format între pereţii adiacenţi ai orificiului capilar 440, 441. În acest exemplu, atât primul, cât şi al doilea perete de deschidere capilară 440, 441 sunt deformabili în mod rezistent, dar, în alte exemple, doar unul dintre pereţii orificiului capilar 440, 441 este deformabil în mod rezistent.

[0290] Un capilar 222 se extinde prin deschiderea capilară 439 din camera pentru lichid 218 poziţionată într-o porţiune inferioară a carcasei 204, astfel încât o primă porţiune 442 a capilarului 222 să se afle în camera pentru lichid 218. Capilarul 222 este fabricat dintr-un material de fitil, cum ar fi bambusul, de tipul descris în prezentul document. O a doua porţiune 443 a capilarului 222 este suprapusă pe suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic 215.

[0291] Referindu-ne acum la Figurile 35 şi 36 din ilustraţiile însoţitoare, a doua porţiune a ansamblului 428 cuprinde o porţiune de corp 445 care este prevăzută cu o adâncitură de sonicare 446. Când este asamblat ansamblul de sonicare 425, adâncitura de sonicare 446 este suprapusă pe traductorul ultrasonic 215 pentru a forma o cameră de sonicare 219.

[0292] Porţiunea de corp 445 este, în acest exemplu, în general dreptunghiulară şi este prevăzută cu deschideri 447, 448 care se aliniază cu adânciturile 435, respectiv 436 din prima porţiune a ansamblului 426. Adâncitura de sonicare 446 este formată central într-o parte a porţiunii de corp 445.

[0293] Porţiunea de corp 445 cuprinde o proeminenţă 449 care se extinde spre exterior din porţiunea de corp 445 de lângă adâncitura de sonicare 446. Proeminenţa 449 este prevăzută cu un canal alungit 450. Canalul 450 asigură un orificiu de intrare a aerului care, atunci când este asamblat ansamblul de sonicare 425, permite aerului să curgă de-a lungul unei căi de curgere printr-un port de intrare a aerului al ansamblului de sonicare 451 către adâncitura de sonicare 446.

[0294] Porţiunea de corp 445 cuprinde un port de ieşire a lichidului pulverizat de sonicare 452 care este în comunicare fluidă cu adâncitura de sonicare 446. O cale a fluxului de aer se extinde de la aerul ansamblului de sonicare în acel port 451 prin adâncitura de sonicare 446 până la portul de ieşire a lichidului pulverizat din ansamblul de sonicare 452.

[0295] A doua porţiune a ansamblului 428 cuprinde un capac sau o porţiune a carcasei 453 care este cuplată la porţiunea de corp 445 prin deplasarea porţiunii de corp 445 şi a porţiunii carcasei 453 împreună, aşa cum este indicat, în general, prin săgeţile 454 şi 455 din Figura 35.

[0296] Porţiunea carcasei 453 este, în general, dreptunghiulară, cu o parte a carcasei 456 care intră în contact cu porţiunea de corp 445. Partea carcasei 456 are ştifturi în general cilindrice 457, 458 care ies în afară din partea carcasei 456. Ştifturile 457, 458 se extind prin orificiile 447, 448 din porţiunea de corp 445 şi în adânciturile 435, 436 din prima porţiune de asamblare 426. Ştifturile 457, 458 formează o potrivire de interferenţă cu orificiile 447, 448 şi adânciturile 435, 436 pentru a menţine prima porţiune a ansamblului 426 şi a doua porţiune a ansamblului 428 în aliniament şi în legătură una cu cealaltă. Ajustarea de interferenţă permite porţiunii de corp 445 şi porţiunii carcasei 453 să fie cuplate în siguranţă una la cealaltă, fără a fi nevoie de un adeziv sau de o altă dispunere de fixare. Cu toate acestea, în alte exemple, ştifturile 458, 457, deschiderile 447.448 şi adânciturile 435.436 pot fi omise.

[0297] Porţiunea carcasei 453 este prevăzută cu un canal de intrare a aerului 459 care se cuplează fluid la intrarea de aer 450 a porţiunii de corp 445. În acest exemplu, canalul de intrare a aerului 459 este drept sau, în general, drept şi se extinde de la marginea inferioară a porţiunii carcasei 453 în sus. Canalul de intrare a aerului 459 se roteşte, în acest exemplu, o rotaţie de 90 de grade, spre mijlocul porţiunii carcasei 453. Canalul de intrare a aerului 459 se cuplează fluid cu un canal în trepte 460 care se formează în porţiunea carcasei 453.

[0298] În acest exemplu, canalul în trepte 460 cuprinde mai multe rotaţii, care în acest exemplu reprezintă fiecare o rotaţie de 90°. În alte exemple, poate exista un număr mai mare sau mai mic de rotaţii, iar unghiul fiecărei rotaţii poate fi un unghi oblic. Canalul în trepte 460 are un prim capăt 416 care este cuplat fluid la canalul de intrare 459 şi un al doilea capăt 462, care este cuplat fluid la portul de intrare a aerului din ansamblul de sonicare 451. După cum se va descrie mai jos, canalul în trepte 460 defineşte o porţiune a unei căi a fluxului de aer prin dispozitiv care poate fi configurată pentru a controla distanţa pe care se deplasează aerul prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400. Această configuraţie poate fi selectată pentru a regla fin debitul de aer prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 şi volumul şi etanşeitatea aspiraţiei simţite de un utilizator al dispozitivului 400. Prin urmare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 poate fi configurat să funcţioneze în modul gură-plămân (MTL). Prin urmare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 imită o ţigară tradiţională pentru a îmbunătăţi experienţa dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 pentru un utilizator care este obişnuit să fumeze ţigări tradiţionale.

[0299] Porţiunea de acoperire 453 este prevăzută cu un canal de ieşire a aerosolilor 463 care este distanţat de canalul în trepte 460. Canalul de ieşire a aerosolilor 463 are un prim capăt 464 care este cuplat fluid la portul de ieşire a aerosolilor din ansamblul de sonicare 452 şi un al doilea capăt 465 care este cuplat fluid la portul de ieşire a aerosolilor 208 prin intermediul muştiucului 401.

[0300] În acest exemplu, a doua porţiune de asamblare 428 cuprinde trei elemente de polarizare 466-468 care sunt prevăzute în adâncitura de sonicare 446. În alte exemple, a doua porţiune de asamblare 446 cuprinde un singur element de polarizare. În alte exemple, cea de-a doua porţiune de asamblare 428 cuprinde mai multe elemente de polarizare. Fiecare element de polarizare 466-468 exercită o forţă de polarizare asupra celei de-a doua porţiuni 443 a capilarului 222, care deplasează cea de-a doua porţiune 443 a capilarului 222 pe suprafaţa de atomizare 215a a traductorului ultrasonic 215. Forţa de polarizare exercitată de fiecare element de polarizare 466-468 contribuie la optimizarea funcţionării dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 prin asigurarea unui contact strâns între capilarul 222 şi suprafaţa de atomizare 215a. Prin urmare, lichidul transportat de capilarul 222 este administrat direct pe sau în apropierea suprafeţei de atomizare 215a, pentru a fi atomizat.

[0301] În acest exemplu, fiecare element de polarizare 466-468 este format integral cu a doua porţiune a ansamblului 428. Acest lucru simplifică procesul de fabricare a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 în comparaţie cu dispozitivele convenţionale care necesită ataşarea unei componente de polarizare separate în dispozitivul de generare a lichidului pulverizat într-o etapă suplimentară de fabricaţie. Un alt beneficiu este că fiecare element de precomprimare 466-468 poate fi poziţionat precis pe a doua porţiune a ansamblului 428 pentru a se asigura că respectivul capilar 222 este precomprimat în poziţii optime faţă de suprafaţa de atomizare 215a.

[0302] În acest exemplu, fiecare element de polarizare 466-468 cuprinde un capăt de fixare 466a-468a care este fixat la a doua porţiune a ansamblului 428 în adâncitura de sonicare 446. Fiecare element de polarizare 466-468 cuprinde un capăt distal 466b-468b care intră în contact cu a doua porţiune 443 a capilarului 222. În acest exemplu, fiecare capăt distal 466b- 468b este mai îngust decât capătul de fixare 466a-468a al fiecărui element de polarizare respectiv 466-468.

[0303] În acest exemplu, fiecare element de polarizare 466-468 are o formă conică sau în mare parte conică. În alte exemple, fiecare element de polarizare 466-468 poate avea o formă diferită, fiecare capăt distal 466b-468b fiind, preferabil, mai îngust decât fiecare capăt de fixare respectiv 466a-468a.

[0304] Capătul distal îngust 466a-468a minimizează punctul de contact dintre elementul de polarizare 466-468 şi capilarul 222. Acest lucru optimizează funcţionarea dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400, asigurând faptul că capilarul 222 este ţinut strâns pe suprafaţa de atomizare 215a fără ca elementele de polarizare 466-468 să atenueze vibraţiile traductorului ultrasonic 215. Cu toate acestea, deşi nu sunt optime, alte exemple cuprind elemente de precomprimare care pot avea un capăt distal mai lat, cum ar fi cel puţin un element de polarizare cilindric.

[0305] Referindu-ne acum la figurile 37 şi 38 din ilustraţiile însoţitoare, după ce a fost asamblată a doua porţiune a ansamblului 428, a doua porţiune a ansamblului 428 este cuplată cu prima porţiune de ansamblu 426 prin deplasarea primei porţiuni a ansamblului 426 şi a celei de-a doua porţiuni a ansamblului 428 una spre cealaltă în direcţia indicată în general de săgeata 469 din Figura 37. Porţiunea de corp 445 a celei de-a doua porţiuni a ansamblului 428 se sprijină pe porţiunea centrală 434 a primei porţiuni a ansamblului 426. Ştifturile 457-458 se extind în adânciturile 435, 436 din prima porţiune a ansamblului 426. Prima şi a doua porţiune a ansamblului 426, 428 sunt menţinute împreună cu o potrivire de interferenţă, aşa cum se arată în Figura 38. Din nou, potrivirea de interferenţă simplifică procesul de fabricaţie prin evitarea necesităţii de a aplica un adeziv sau un agent de izolare, deşi prezenta dezvăluire nu exclude utilizarea unui adeziv sau a unui agent de izolare.

[0306] Referindu-ne acum la Figurile 39 şi 40 din ilustraţiile însoţitoare, după ce a fost asamblat ansamblul de sonicare 425, ansamblul de sonicare 425 este introdus cel puţin parţial în cavitatea internă a carcasei 204 în direcţia indicată în general de săgeţile 470, 471 în Figura 39.

[0307] Ansamblul de sonicare 425 intră în contact cu pereţii laterali ai carcasei 204 şi formează o etanşare care minimizează sau împiedică curgerea unui lichid între ansamblul de sonicare 425 şi pereţii laterali ai carcasei 204. În acest exemplu, etanşarea este realizată prin deformarea materialului rezistent al ansamblului de sonicare 425 pe pereţii carcasei 204. În acest exemplu, deoarece etanşarea este realizată prin deformarea materialului rezistent, nu este necesar nici un agent de izolare sau adeziv suplimentar între ansamblul de sonicare 425 şi carcasa 204. Cu toate acestea, prezenta dezvăluire nu exclude utilizarea unui adeziv sau a unui agent de izolare.

[0308] Referindu-ne acum la Figura 41 din ilustraţiile însoţitoare, camera pentru lichid 218 este formată într-o parte a cavităţii interne a carcasei 204, adiacentă bazei carcasei 204. Camera pentru lichid 218 este poziţionată între ansamblul de sonicare 425 şi baza carcasei 204. Capilarul 222 iese în afară în camera lichidului 214 pentru a permite transportarea lichidului prin acţiune capilară din camera pentru lichid 218 prin capilarul 222 pentru aerosolizare de către traductorul ultrasonic 215.

[0309] Referindu-ne acum la Figurile 42 şi 43 din ilustraţiile însoţitoare, un strat de spumă 472 este introdus în adâncitura 432 a ansamblului de sonicare 425. Stratul de spumă 472 cuprinde un canal al fluxului de aer 473 care este tăiat într-o parte a stratului de spumă 472 şi este înclinat de la un colţ al stratului de spumă 472 spre centrul stratului de spumă 472.

[0310] Stratul de spumă 472 cuprinde o porţiune decupată 474. Un capăt al canalului fluxului de aer 473 la stratul de spumă de la margine 472 este aliniat cu orificiul de ieşire a aerosolilor 465 al ansamblului de sonicare 425. Canalul fluxului de aer 473 asigură un canal pentru ca aerosolii să se deplaseze de la deschiderea de ieşire a aerosolilor 465 la centrul dispozitivului 400. În alte exemple, canalul de flux de aer 473 este omis, iar lichidul pulverizat trece prin stratul de spumă 472, pe măsură ce se extrage din dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 de către un utilizator.

[0311] Stratul de spumă 472 absoarbe picăturile de lichid care depăşesc o dimensiune predeterminată din aerosolii care ies din orificiul de ieşire a aerosolilor 465. Stratul de spumă 472 absoarbe, de asemenea, orice lichid condensat şi contribuie la minimizarea scurgerilor de lichid din portul de ieşire a lichidului pulverizat 208 al dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400. Deşi stratul de spumă 472 optimizează funcţionarea dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 prin reducerea la minimum a scurgerilor de lichid din dispozitiv, în alte exemple, stratul de spumă 472 poate fi omis.

[0312] Referindu-ne acum la Figurile 44 şi 45 din ilustraţiile însoţitoare, ansamblul de sonicare 425 cuprinde un orificiu de umplere care se extinde de la o deschidere de umplere 476 prin prima porţiune a ansamblului 426 la camera pentru lichid 218 pentru a permite injectarea unui lichid (de exemplu, folosind un ac) în camera pentru lichid 218 prin orificiul de umplere 475. Porţiunea de decupare 474 a stratului de spumă 472 este aliniată cu deschiderea 476 pentru a permite accesul la deschiderea 476 fără a fi nevoie să se îndepărteze stratul de spumă 472.

[0313] Camera pentru lichid 218 poate fi alternativ preumplută cu un lichid înainte ca ansamblul de sonicare 425 să fie introdus în adâncitura carcasei 204. În acest caz, orificiul de umplere 475 şi deschiderea de umplere 476 permit aerisirea în timp ce ansamblul de sonicare 425 este introdus în adâncitura carcasei 204.

[0314] În alte exemple, orificiul de umplere 475 şi deschiderea de umplere 476 pot fi omise.

[0315] Referindu-ne acum la Figura 46 din ilustraţiile însoţitoare, atunci când ansamblul de sonicare 425 este introdus în adâncitura carcasei 204, prima porţiune 442 a capilarului 222 este situată în camera pentru lichid 218. Capilarul 222 se extinde de la prima porţiune 442, prin deschiderea capilară 439, astfel încât al doilea capăt 443 al capilarului 222 să fie suprapus peste traductorul ultrasonic 215. Elementele de polarizare 466-468 înclină capilarul 222 pe suprafaţa de atomizare 215a a traductorului ultrasonic 215.

[0316] Referindu-ne acum la Figurile 47 şi 48 din ilustraţiile însoţitoare, după ce ansamblul de sonicare 425 a fost introdus în adâncitura din carcasa 204 şi stratul de spumă 472 a fost introdus în adâncitura 32 a ansamblului de sonicare 425, un separator 477 este suprapus peste stratul de spumă 472. În acest exemplu, separatorul 477 este, în general, plan şi dintr-un material deformabil rezistent, cum ar fi siliconul. Separatorul 477 cuprinde o deschidere centrală 478 care este înconjurată de un perete cilindric 479 care iese în afară în sus.

[0317] Pe partea opusă a separatorului 477 faţă de peretele cilindric 479, există un dop 480 care este alungit şi în general cilindric. Dopul 480 se potriveşte cel puţin parţial în deschiderea 476 pentru a etanşa deschiderea 476 şi pentru a împiedica scurgerea lichidului din camera pentru lichid 418 prin orificiul de umplere 475.

[0318] Deoarece separatorul 477 este deformabil rezistent, separatorul 477 formează o etanşare în jurul periferiei superioare a ansamblului de sonicare 475 pentru a minimiza sau împiedica scurgerea lichidului între separator 477 şi ansamblul de sonicare 425.

[0319] Dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 minimizează sau elimină posibilitatea scurgerii oricărui lichid din dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400. Acest lucru este esenţial pentru consecvenţa administrării dozei. Un dispozitiv de scurgere poate avea mai puţin lichid (conţinând agent terapeutic, medicament etc.) în camera pentru lichid 218 decât ceea ce ar fi prescris pentru tratarea unei afecţiuni.

[0320] Referindu-ne acum la Figurile 49 şi 50 din ilustraţiile însoţitoare, după ce separatorul 477 este în poziţie, muştiucul 401 este ataşat la carcasa 204 pentru a închide în mare aparte cavitatea internă a carcasei 204. Muştiucul 401 conţine un tub interior 481. Un capăt al tubului interior 481 se cuplează fluidic cu deschiderea centrală 478 a separatorului 477, iar celălalt capăt al tubului interior 481 se cuplează fluidic cu orificiul de ieşire a aerosolilor 208. Muştiucul 401 asigură o cale de curgere a aerosolilor de la ansamblul de sonicare 425 la orificiul de ieşire a aerosolilor 208.

[0321] Referindu-ne acum la Figurile 51 şi 52 din ilustraţiile însoţitoare, primul şi al doilea terminal alungit al dispozitivului 423, 424 sunt introduse prin deschiderile terminale respective 482, 483 la baza carcasei 204. Primul terminal alungit al dispozitivului 423 se extinde prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 pentru a se conecta electric la primul contact electric al traductorului 413. Al doilea terminal alungit al dispozitivului 424 se extinde printr-o parte a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 pentru a se conecta electric la carcasa 418. Configuraţia stivei de traductoare ultrasonice 407 şi materialul deformabil rezistent al ansamblului sonicare 425 se asigură că lichidul nu se poate scurge între carcasa 418 şi ansamblul de sonicare 425. Primul şi al doilea terminal alungit al dispozitivului 423, 424 sunt, prin urmare, izolate de lichidul din dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 care ar putea altfel să perturbe semnalul de acţionare CA transmis la traductorul ultrasonic 215 şi să provoace funcţionarea defectuoasă a dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400.

[0322] Primul şi al doilea terminal alungit al dispozitivului 423, 424 asigură conexiuni electrice de la capetele terminalelor alungite ale dispozitivului 423, 424 care sunt accesibile la baza carcasei 204 la terminalele traductorului ultrasonic 215. Un semnal de acţionare CA generat de dispozitivul de acţionare 202 poate fi, prin urmare, transmis traductorului ultrasonic 215 prin intermediul terminalelor alungite ale dispozitivului 423, 424.

[0323] De asemenea, în figurile 51 şi 52 este vizibilă o deschidere de intrare a aerului 207 prevăzută la baza carcasei 204. Orificiul de intrare a aerului 207 este cuplat fluid la un canal al aerului 484 care se extinde prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 la portul de intrare a aerului din ansamblul de sonicare 451. După cum s-a descris mai sus, aerul curge în dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 prin portul de intrare a aerului 207 care, aşa cum este descris mai jos, comunică fluidic cu puntea fluxului de aer din dispozitivul de acţionare 202.

[0324] Referindu-ne acum la Figurile 53 şi 54 din ilustraţiile însoţitoare, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 cuprinde un capac terminal 485 care se ataşează la capătul inferior al carcasei 204. Capacul terminal 485 cuprinde patru pereţi care definesc o adâncitură 490 care primeşte o porţiune terminală a carcasei 204. Pereţii laterali opuşi 487, 489 cuprind fiecare o fantă de fixare respectivă 491, 492. Fiecare fantă de fixare 491, 491 primeşte o teşitură respectivă orientată spre exterior 493 (dintre care doar una este vizibilă în Figurile 53 şi 54). Fiecare teşitură 493 menţine capacul terminal 485 fixat de carcasa 204.

[0325] Capacul terminal 485 cuprinde două cleme orientate spre interior 494, 495 la baza capacului terminal 485. Clemele 494, 495 sunt suprapuse peste capetele respective ale plăcii de circuite imprimate 240 atunci când capacul terminal 485 este ataşat la carcasa 204. Placa de circuite imprimate 240 are OTP IC 242. Clemele 494, 495 menţin placa de circuit imprimat 240 în poziţie în adâncitura 244 de pe carcasa 204.

[0326] Capacul terminal 484 cuprinde o deschidere 496 pentru a permite accesul la contactul electric 241 de pe placa de circuit imprimat 240 şi accesul la terminalele alungite ale dispozitivului 423, 424. De asemenea, deschiderea 496 permite aerului să treacă prin orificiul de intrare a aerului 207 de pe carcasa 204.

[0327] În acest exemplu, capacul terminal 485 este din metal, iar capătul 485 permite dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 să fie reţinut în adâncitura 203 a dispozitivului de acţionare 202 printr-o forţă magnetică prin atracţia faţă de un magnet prevăzut pe dispozitivul de acţionare 202. Cu toate acestea, în alte exemple, capacul terminal 485 poate fi dintr-un material diferit sau poate fi omis în întregime.

[0328] Referindu-ne acum la Figurile 56-59 din ilustraţiile însoţitoare, atunci când dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 este utilizat şi este conectat la dispozitivul de acţionare 202, există o cale de curgere a fluxului de aer de la portul de intrare a aerului 207 de la baza dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400, prin dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 400 până la portul de ieşire a lichidului pulverizat 208. Aerul curge prin portul de intrare a aerului 207, prin canalul de aer 484, prin canalul alungit 450 până la portul de intrare a aerului al ansamblului de sonicare 451.

[0329] După cum se arată în Figura 57, o cale de curgere a aerului 497 cuprinde mai multe rotaţii, pe măsură ce aerul curge de la canalul de intrare a aerului 459, prin canalul în trepte 460 la intrarea de aer a ansamblului de sonicare 451. Aerul intră apoi în camera de sonicare prin portul de intrare a aerului al ansamblului de sonicare 451, aşa cum se arată în Figura 58. Aerul este îndreptat pe capilarul 222 şi trece de-a lungul unei părţi a lungimii capilarului 222 pe măsură ce aerul curge prin camera de sonicare 219. Acest lucru optimizează funcţionarea dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 asigurând faptul că fluxul de aer este direcţionat către o parte a capilarului 222.

[0330] Traductorul ultrasonic 215 vibrează şi atomizează un lichid aerosolizat din capilarul 222 din camera de sonicare 219. Acest lucru creează lichid pulverizat în camera de sonicare 219, care este extras din camera de sonicare 219 prin portul de ieşire a lichidului pulverizat al ansamblului de sonicare 452. Funcţionarea dispozitivului de generare a lichidului pulverizat 400 este optimizată prin asigurarea faptului că tot sau aproape tot lichidul pulverizat generat este evacuat din camera de sonicare 219 pe măsură ce calea fluxului de aer se deplasează de-a lungul unei părţi a lungimii capilarului 222 înainte de a fi extras din camera de sonicare 219.

[0331] Lichidul pulverizat trece din orificiul de ieşire a lichidului pulverizat 465, prin canalul de curgere a aerului 473 prevăzut în stratul de spumă 472 către orificiul central 478 din separatorul 477. Lichidul pulverizat trece apoi prin tubul interior 481 al muştiucului 401 către portul de ieşire a lichidului pulverizat 208 pentru a fi inhalat de către un utilizator.

[0332] Dispozitivul de acţionare 202 va fi acum descris iniţial cu referire la Figurile 60 şi 61. Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde o carcasă a dispozitivului de acţionare 246, care este cel puţin parţial din metal. În unele exemple, carcasa dispozitivului de acţionare 246 este în întregime din aluminiu (AL6063 T6) care protejează componentele interne de mediul înconjurător (praf, stropi de apă etc.) şi, de asemenea, îl protejează împotriva deteriorării cauzate de şocuri (căderi accidentale etc.).

[0333] În unele exemple, carcasa dispozitivului de acţionare 246 este prevăzută cu orificii de ventilare pe părţile sale laterale care permit aerului înconjurător să pătrundă în dispozitiv în două scopuri; unul, pentru a permite ventilarea în jurul componentelor electronice şi a le menţine la temperaturi de funcţionare, iar aceste orificii de ventilare acţionează şi ca intrări de aer, aerul intrând în dispozitiv prin aceste orificii de ventilare şi apoi prin puntea fluxului de aer în dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201.

[0334] Carcasa dispozitivului de acţionare 246 este alungită cu o cameră internă 247 în care sunt plasate componentele dispozitivului de acţionare 202. Un capăt al carcasei dispozitivului de acţionare 246 este închis de un capac terminal 248. Celălalt capăt al carcasei dispozitivului de acţionare 247 are o deschidere 249 care asigură o deschidere pentru adâncitura 203 a dispozitivului de acţionare 202.

[0335] Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde o baterie 250 care este conectată la o placă cu circuite imprimate 251. În unele exemple, bateria 250 este o baterie Li-Po de 3,7 V curent continuu cu o capacitate de 1140 mAh şi o viteză de descărcare de 10C. Viteza mare de descărcare este necesară pentru amplificarea tensiunii de până la 15 V, care este necesară traductorului ultrasonic 215 pentru funcţionarea dorită. Forma şi dimensiunea bateriei sunt proiectate, în limitele fizice, în funcţie de forma şi dimensiunea dispozitivului şi de spaţiul alocat sursei de alimentare.

[0336] Placa cu circuite imprimate 251 cuprinde un procesor şi o memorie şi alte componente electronice pentru implementarea funcţiilor electrice ale dispozitivului de acţionare 202. Pinii de încărcare 258 sunt la un capăt al plăcii cu circuite imprimate 251 şi se extind prin capacul terminal 248 pentru a asigura conexiuni de încărcare pentru încărcarea bateriei 250.

[0337] Placa cu circuite imprimate 251 este menţinută în carcasa dispozitivului de acţionare 246 de o structură de bază 252. Structura de bază 252 are un canal 253 în care este plasată placa cu circuite imprimate 251. Structura de bază 252 cuprinde porţiuni laterale ridicate 254, 255 care susţin bateria 250.

[0338] În unele exemple, structura de bază 252 este fabricată prin procese industriale de turnare prin injecţie. Structura de bază din plastic turnat se asigură că toate piesele sunt fixate şi nu sunt slăbite în interiorul carcasei. De asemenea, formează un capac peste partea frontală a plăcii cu circuite imprimate în care este plasat dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 201 atunci când este introdus în dispozitivul de acţionare 202.

[0339] Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde un senzor pentru fluxul de aer care acţionează ca un comutator pentru activarea şi alimentarea cu curent electric a traductorului pentru sonicare şi generarea aerosolilor. Senzorul pentru fluxul de aer este montat pe placa cu circuite imprimate din dispozitiv şi necesită o anumită scădere a presiunii atmosferice în jurul acestuia pentru a activa dispozitivul de acţionare 202. Pentru aceasta, o punte a fluxului de aer 259, aşa cum se arată în Figurile 64-66, este proiectată cu canale interne 260, 261 care direcţionează aerul din jur prin puntea fluxului de aer 259 în camera cu aerosoli 262. Structura 252 cuprinde canale opuse 256, 257 pentru porţiunile de primire ale punţii fluxului de aer 259, după cum se arată în Figura 67.

[0340] Canalele interne din puntea fluxului de aer 259 au un microcanal 263 (diametru 0,5 mm) care se extinde în jos spre o cameră 264 care acoperă complet senzorul pentru fluxul de aer. Pe măsură ce aerul curge în interior de la intrările laterale şi în sus către camera pentru aerosoli 262, se creează o presiune negativă în microcanalul 263 care declanşează senzorul pentru fluxul de aer pentru a activa dispozitivul.

[0341] Dispozitivul este un dispozitiv compact, portabil şi extrem de avansat, care permite o aerosolizare precisă, sigură şi monitorizată. Acest lucru se realizează prin încorporarea componentelor electronice de înaltă calitate, proiectate pe baza clasei IPC 3 de calitate medicală.

[0342] Componentele electronice ale dispozitivului de acţionare 202 sunt împărţite astfel:

1.

Secţiunea de sonicare

[0344] Pentru a obţine cea mai eficientă aerosolizare de până acum pentru inhalarea într-un dispozitiv portabil, cu dimensiuni ale particulelor sub 1 um, secţiunea de sonicare trebuie să aibă plăcuţe de contact care primesc traductorul ultrasonic 215 (disc ceramic piezoelectric (PZT)) cu frecvenţă adaptivă ridicată (aproximativ 3 MHz).

[0345] Această secţiune trebuie nu doar să asigure o frecvenţă ridicată, ci şi să protejeze traductorul ultrasonic 215 împotriva defecţiunilor, oferind în acelaşi timp o cavitaţie optimizată constantă.

[0346] Deformarea mecanică PZT este legată de amplitudinea tensiunii c.a. care i se aplică şi, pentru a garanta funcţionarea optimă şi livrarea sistemului la fiecare sonicare, deformarea maximă trebuie asigurată PZT tot timpul.

[0347] Cu toate acestea, pentru a preveni defectarea PZT, puterea activă transferată acestuia trebuie controlată cu precizie.

[0348] Acest lucru ar putea fi realizat numai prin proiectarea unui cip personalizat, care nu există pe piaţă, de tip circuit integrat cu gestionarea puterii, care este plasat pe placa cu circuite imprimate a dispozitivului de acţionare 202. Acest circuit integrat cu gestionarea puterii permite modularea puterii active transmise la discul ceramic piezoelectric în fiecare moment, fără a compromite amplitudinea mecanică a vibraţiilor discului ceramic piezoelectric.

[0349] Prin modularea lăţimii impulsului (PWM) a tensiunii AC aplicată la PZT, amplitudinea mecanică a vibraţiilor rămâne aceeaşi.

[0350] Singura opţiune comercială. disponibilă ar fi fost modificarea tensiunii de ieşire a curentului alternativ prin utilizarea unui convertor digital-analog. Energia transmisă către discul ceramic piezoelectric ar fi redusă, dar la fel ar fi şi deformarea mecanică, care, prin urmare, ar degrada şi ar împiedica în întregime aerosolizarea adecvată. Într-adevăr, tensiunea RMS aplicată ar fi aceeaşi cu modularea efectivă a ciclului de funcţionare ca şi cu modularea tensiunii, dar puterea activă transferată către PZT s-ar degrada. Într-adevăr, având în vedere formula de mai jos:

[0351] Puterea activă afişată la PZT fiind

,

[0352] Unde

[0353] φ is este schimbarea de fază dintre curent şi tensiune

[0354] Irms este curentul cu rădăcină medie pătrată

[0355] Vrms este tensiunea cu rădăcină medie pătrată.

[0356] Când se ia în considerare prima armonică, Irms este o funcţie a amplitudinii reale de tensiune aplicată traductorului, deoarece modulaţia lăţimii impulsului modifică durata tensiunii furnizate traductorului, controlând Irms.

[0357] Designul specific al PM IC utilizează un design de ultimă generaţie, permiţând un control ultra-precis al gamei de frecvenţe şi al paşilor care se aplică PZT, inclusiv un set complet de bucle de feedback şi o cale de monitorizare pentru secţiunea de comandă de utilizat.

[0358] Restul secţiunii de aerosolizare este compus din convertorul de amplificare curent continuu/curent continuu şi transformatorul care transportă puterea necesară de la o baterie de 3,7 V la plăcuţele de contact ale discului ceramic piezoelectric.

[0359] Referindu-ne acum la Figura 68 din ilustraţiile însoţitoare, dispozitivul de acţionare 202 cuprinde un microcip de acţionare a traductorului ultrasonic care este indicat în prezentul document drept circuit integrat cu gestionare puterii sau PMIC 300. Circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 este un microcip pentru acţionarea unui circuit rezonant. Circuitul rezonant este un circuit de capacitanţă (C) de inductanţă (L) (rezervor LC), o antenă sau, în acest caz, un traductor piezoelectric (traductorul ultrasonic 215).

[0360] În această dezvăluire, termenii cip, microcip şi circuit integrat sunt interschimbabili. Microcipul sau circuitul integrat este o singură unitate care cuprinde mai multe componente şi subsisteme încorporate interconectate. Microcipul este, de exemplu, cel puţin parţial dintr-un semiconductor, cum ar fi siliciul, şi este fabricat folosind tehnici de fabricare a semiconductorilor.

[0361] Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde, de asemenea, un al doilea microcip, care este denumit aici IC punte 301, care este conectat electric la PM IC 300. Circuitul integrat punte 301 este un microcip pentru acţionarea unui circuit rezonant, cum ar fi un rezervor LC, o antenă sau un traductor piezoelectric. Circuitul integrat punte 301 este o singură unitate care cuprinde mai multe componente şi subsisteme încorporate interconectate.

[0362] În acest exemplu, circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 şi circuitul integrat punte 301 sunt montate pe aceeaşi placă cu circuite imprimate a dispozitivului de acţionare 202. În acest exemplu, dimensiunile fizice ale PMIC 300 sunt de 1-3 mm lăţime şi 1-3 mm lungime, iar dimensiunile fizice ale punţii IC 301 sunt de 1-3 mm lăţime şi 1-3 mm lungime.

[0363] Generatorul de aerosoli 201 cuprinde un circuit integrat programabil sau programabil de unică folosinţă 242. Atunci când generatorul de aerosoli 201 este cuplat la dispozitivul de acţionare 202, circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă este conectat electric la circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 pentru a primi energie de la circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 astfel încât circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 să poată gestiona tensiunea alimentată la circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă 242. De asemenea, circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă 242 este conectat la o magistrală de comunicaţii 302 în dispozitivul de acţionare 202. În acest exemplu, magistrala de comunicaţii 302 este o magistrală I2C, dar în alte exemple, magistrala de comunicaţii 302 este un alt tip de magistrală de comunicaţii serială digitală.

[0364] Traductorul ultrasonic 215 din generatorul de aerosoli 201 este conectat electric la circuitul integrat punte 301, astfel încât traductorul ultrasonic 215 să poată fi acţionat de un semnal de acţionare cu curent alternativ generat de circuitul integrat punte 301 atunci când este utilizat dispozitivul 200.

[0365] Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde un procesor sub forma unui microcontroler 303 care este cuplat electric pentru comunicarea cu magistrala de comunicaţii 302. În acest exemplu, microcontrolerul 303 este un microcontroler Bluetooth™ cu consum redus de energie (BLE). Microcontrolerul 303 este alimentat cu curent electric de la un regulator de scădere redusă 304, care este acţionat de bateria 250. Regulatorul de scădere redusă 304 transmite o tensiune reglată stabilă la microcontroler 303 pentru a permite microcontrolerului 303 să funcţioneze în mod constant, chiar şi atunci când există o variaţie a tensiunii bateriei 250.

[0366] Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde un regulator de tensiune sub forma unui convertor de amplificare de tip curent continuu-curent continuu 305 care este alimentat de baterie 250. Convertorul de amplificare 305 creşte tensiunea bateriei 250 la o tensiune VBOOST programabilă. Tensiunea programabilă VBOOST este setată de convertorul de amplificare 305 ca răspuns la un semnal de control al tensiunii VCTL de la PM IC 300. După cum va fi descris mai detaliat mai jos, convertorul de amplificare 305 emite tensiunea VBOOST către puntea IC 301. În alte exemple, regulatorul de tensiune este un convertor de coborâre a tensiunii sau un alt tip de regulator de tensiune care emite o tensiune selectabilă.

[0367] Semnalul de control al tensiunii VCTL este generat de un convertor digital-analogic (DAC) care, în acest exemplu, este implementat în cadrul PMIC 300. Convertorul digital-analog nu este vizibil în Figura 68, deoarece este integrat în PMIC 300. DAC şi beneficiile tehnice ale integrării DAC în PMIC 300 sunt descrise în detaliu mai jos.

[0368] În acest exemplu, circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 este conectat la un conector al sursei de alimentare în forma unei magistrale seriale universale (USB) 306, astfel încât circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 să poată primi o tensiune de încărcare VCHRG atunci când conectorul USB 306 este cuplat la un încărcător USB. Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde un prim senzor de presiune 307 care, în acest exemplu, este un senzor de presiune static. Dispozitivul de acţionare 202 cuprinde, de asemenea, un al doilea senzor de presiune 308 care, în acest exemplu, este un senzor de presiune dinamic. Cu toate acestea, în alte exemple, dispozitivul de acţionare 202 cuprinde doar unul dintre cei doi senzori de presiune 307, 308. După cum s-a descris mai sus, senzorii de presiune 307, 308 detectează o modificare a presiunii în camera cu aerosoli 262 pentru a detecta când un utilizator trage din dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat 200.

[0369] În acest exemplu, dispozitivul de acţionare 202 cuprinde mai multe leduri 321-326 care sunt controlate de PMIC 300.

[0370] Microcontrolerul 303 funcţionează ca un dispozitiv principal pe magistrala de comunicaţii 302, PMIC 300 fiind un prim dispozitiv secundar, OTP IC 242 fiind un al doilea dispozitiv secundar, al doilea senzor de presiune 308 fiind un al treilea dispozitiv secundar şi primul senzor de presiune 307 fiind un al patrulea dispozitiv secundar. Magistrala de comunicaţii 302 permite microcontrolerului 303 să controleze următoarele funcţii în dispozitivul de acţionare 202:

1.

Toate funcţiile dispozitivului programabil de unică folosinţă pot fi configurate extrem de uşor de către microcontroler 303.

2.

Curentul care trece prin traductorul ultrasonic 215 este detectat de un senzor de lăţime de bandă mare şi de un circuit redresor la o tensiune ridicată în mod comun (partea superioară a punţii). Curentul detectat este convertit într-o tensiune proporţională cu curentul rms şi furnizat ca tensiune tamponată la un pin de ieşire de detectare a curentului 309 al punţii IC 301. Această tensiune este alimentată şi eşantionată în PMIC 300 şi pusă la dispoziţie ca reprezentare digitală prin solicitări I2C. Detectarea curentului care trece prin traductorul ultrasonic 215 face parte din funcţionalitatea rezonantă de urmărire a frecvenţei. Aşa cum este descris în prezentul document, capacitatea dispozitivului de a permite această funcţionalitate în cadrul punţii IC 301 oferă beneficii tehnice semnificative.

3.

DAC (nu este prezentat în Figura 68) integrat în PMIC 300 permite ca tensiunea VBOOST a convertorului de amplificare CC-CC să fie programată pentru a fi între 10 V şi 20 V.

4.

Microcontrolerul 303 permite subsistemului încărcătorului dispozitivului de acţionare 202 să gestioneze încărcarea bateriei 250, care în acest exemplu este o baterie cu o singură celulă.

5.

Un modul de acţionare a diodei electroluminescente (LED) (nu este prezentat) este alimentat de PMIC 300 pentru a conduce şi a diminua în mod digital ledurile 321-326 fie în modul liniar, fie în modul corectat gama.

6.

Microcontrolerul 303 este capabil să citească valorile senzorului Presiune nr. 1 şi Presiune nr. 2 de la senzorii de presiune 307, 308.

[0372] Referindu-ne acum la Figura 69 din ilustraţiile însoţitoare, PMIC 300 este, în acest exemplu, un cip autonom sau un circuit integrat care cuprinde subsisteme integrate şi mai mulţi pini care furnizează intrări şi ieşiri electrice către PMIC 300. Referinţele la un circuit integrat sau la un cip din prezenta dezvăluire sunt interschimbabile şi oricare termen cuprinde un dispozitiv semiconductor care poate, de exemplu, să fie din siliciu.

[0373] PMIC 300 cuprinde un nucleu analogic 310 care cuprinde componente analogice incluzând un bloc de referinţă (BG) 311, o unitate LDO 312, un senzor de curent 313, un senzor de temperatură 314 şi un oscilator 315.

[0374] După cum este descris mai detaliat mai jos, oscilatorul 315 este cuplat la o buclă blocată cu întârziere (DLL) care emite fazele A şi B ale modulaţiei lăţimii impulsului (PWM). Oscilatorul 315 şi DLL generează o ieşire PWM aliniată la centru în două faze, care acţionează o punte H în puntea IC 301.

[0375] DLL cuprinde mai multe linii de întârziere conectate de la un capăt la altul, în care întârzierea totală a liniilor de întârziere este egală cu perioada semnalului principal de ceas clk_m. În acest exemplu, DLL este implementat într-un subsistem de procesor digital, denumit aici un nucleu digital 316, al PMIC 300 care primeşte un semnal de ceas de la oscilatorul 315 şi o tensiune de alimentare reglată de la LDO 312. DLL este implementat într-un număr mare (de exemplu, de ordinul milioanelor) de porţi de întârziere care sunt conectate de la un capăt la altul în nucleul digital 316.

[0376] Implementarea oscilatorului 315 şi a DLL în acelaşi circuit integrat al PMIC 300 pentru a genera un semnal PWM aliniat la un centru bifazic este unică, deoarece în prezent nicio componentă generatoare de semnal de pe piaţa circuitelor integrate nu cuprinde această implementare.

[0377] După cum este descris în prezentul document, modulaţia lăţimii impulsului face parte din funcţionalitatea care permite dispozitivului de acţionare 202 să urmărească în mod precis frecvenţa rezonantă a traductorului ultrasonic 215 pentru a menţine un transfer eficient de la energia electrică la energia cinetică, cu scopul de a optimiza generarea aerosolilor.

[0378] În acest exemplu, circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 cuprinde un circuit de încărcare 317 care controlează încărcarea bateriei 250, de exemplu prin alimentarea de la o sursă de alimentare USB.

[0379] Circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 cuprinde un comutator de alimentare integrat VSYS care configurează circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 pentru a alimenta nucleul analog 310 prin alimentare de la baterie 250 sau prin alimentare de la o sursă de alimentare externă dacă bateria 250 este în curs de încărcare.

[0380] PMIC 300 cuprinde un subsistem încorporat al unui convertor analogic-digital (ADC) 318. Implementarea ADC 318 împreună cu oscilatorul 315 în acelaşi circuit integrat este, în sine, unică, deoarece nu există niciun alt circuit integrat pe piaţa circuitelor integrate care să cuprindă un oscilator şi un ADC implementate ca sub-blocuri în cadrul circuitului integrat. Într-un dispozitiv convenţional, o unitate ADC este de obicei furnizată ca o componentă separată de un oscilator, cu ADC şi oscilator separate montate pe acelaşi PCB. Problema cu această dispunere convenţională este că acele două componente separate ale ADC şi oscilatorului ocupă spaţiu inutil pe PCB. O altă problemă este că ADC şi oscilatorul convenţional sunt de obicei conectate între ele printr-o magistrală serială de comunicaţii de date, cum ar fi o magistrală I2C, care are o viteză de comunicaţie limitată de până la numai 400 kHz. Spre deosebire de dispozitivele convenţionale, PMIC 300 cuprinde ADC 318 şi oscilatorul 315 integrat în acelaşi circuit integrat care elimină orice întârziere în comunicarea dintre ADC 318 şi oscilatorul 315, ceea ce înseamnă că ADC 318 şi oscilatorul 315 pot comunica între ele la viteză mare, cum ar fi la viteza oscilatorului 315 (de exemplu, 3 MHz până la 5 MHz).

[0381] În PMIC 300 din acest exemplu, oscilatorul 315 rulează la 5 MHz şi generează un semnal de ceas SYS CLOCK la 5 MHz. Cu toate acestea, în alte exemple, oscilatorul 315 generează un semnal de ceas la o frecvenţă mult mai mare de până la 105 MHz. Circuitele integrate descrise aici sunt toate configurate să funcţioneze la frecvenţa înaltă a oscilatorului 315.

[0382] ADC 318 cuprinde mai multe terminale de intrare de feedback sau intrări analogice 319 care cuprind mai multe intrări GPIO (IF_GPIO1-3). Cel puţin unul dintre terminalele de intrare de feedback sau intrările analogice 319 primeşte un semnal de feedback de la un circuit de punte H din IC 301 a punţii, semnalul de feedback indicând un parametru al funcţionării circuitului de punte H sau un semnal de acţionare CA atunci când circuitul de punte H acţionează un circuit rezonant, cum ar fi traductorul ultrasonic 215, cu semnalul de acţionare CA. După cum este descris mai jos, intrările GPIO sunt utilizate pentru a recepţiona un semnal de detectare a curentului de la IC 301 al punţii, care arată curentul pătrat mediu (rms) al traseului raportat de IC 301 al punţii. În acest exemplu, una dintre intrările GPIO este un terminal de intrare a feedbackului care primeşte un semnal de feedback de la puntea H din puntea IC 301.

[0383] Subsistemul ADC 318 eşantionează semnale analogice recepţionate la terminalele de intrare ADC 319 la o frecvenţă de eşantionare care este proporţională cu frecvenţa semnalului de ceas principal. Subsistemul ADC 318 generează apoi semnale digitale ADC utilizând semnalele analogice eşantionate.

[0384] În acest exemplu, convertorul analog-digital 318, care este încorporat în circuitul integrat cu gestionarea puterii 300, eşantionează nu numai curentul RMS care trece prin puntea H 334 şi traductorul ultrasonic 215, ci şi tensiunile disponibile în sistem (de exemplu, VBAT, VCHRG, VBOOST), temperatura circuitului integrat cu gestionarea puterii 300, temperatura bateriei 250 şi intrările GPIO (IF_GPIO1-3) care permit extensii viitoare.

[0385] Nucleul digital 316 primeşte semnalele digitale generate de ADC de la subsistemul ADC şi procesează semnalele digitale ADC pentru a genera semnalul de control al dispozitivului de acţionare. Nucleul digital 316 comunică semnalul de control al dispozitivului de acţionare către subsistemul generator de semnal PWM (DLL 332) pentru a controla subsistemul generator de semnal PWM.

[0386] Circuitele de rectificare existente pe piaţă astăzi au o lăţime de bandă foarte limitată (de obicei mai mică de 1 MHz). Deoarece oscilatorul 315 al PMIC 300 rulează până la 5 MHz sau chiar până la 105 Mhz, un circuit redresor cu lăţime de bandă mare este implementat în PMIC 300. După cum se va descrie mai jos, detectarea curentului RMS într-o punte H a circuitului integrat punte 301 face parte dintr-o buclă de feedback care permite dispozitivului de acţionare 202 să acţioneze traductorul ultrasonic 215 cu o precizie ridicată. Bucla de feedback a revoluţionat domeniul acţionării traductoarelor cu ultrasunete, deoarece se adaptează la orice variaţie de proces în producţia de traductoare piezoelectrice (variaţii ale frecvenţelor de rezonanţă) şi compensează efectele de temperatură ale frecvenţei de rezonanţă. Acest lucru se realizează, în parte, prin realizarea inventivă a integrării ADC 318, oscilatorului 315 şi DLL în acelaşi circuit integrat al PMIC 300. Integrarea permite acestor subsisteme să comunice între ele la viteză mare (de exemplu, la frecvenţa de ceas de 5 MHz sau până la 105 MHz). Reducerea decalajului dintre aceste subsisteme a revoluţionat domeniul echipamentelor ultrasonice, în special în domeniul dispozitivelor generatoare de lichid pulverizat.

[0387] ADC 318 cuprinde o intrare de monitorizare a tensiunii bateriei VBAT şi o intrare de monitorizare a tensiunii de intrare a încărcătorului VCHG, precum şi intrări de monitorizare a tensiunii VMON şi VRTH, precum şi o intrare de monitorizare a temperaturii TEMP.

[0388] Intrarea de monitorizare a temperaturii TEMP primeşte un semnal de temperatură de la senzorul de temperatură 314 care este încorporat în PM IC 300. Acest lucru permite PMIC 300 să detecteze cu precizie temperatura reală din PMIC 300, astfel încât PMIC 300 să poată detecta orice defecţiune din PMIC 300, precum şi funcţionarea defectuoasă a altor componente de pe placa de circuite imprimate care afectează temperatura PMIC 300. Circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 poate controla apoi circuitul integrat punte 301 pentru a împiedica excitaţia traductorului ultrasonic 215 în cazul în care există o defecţiune, pentru a menţine siguranţa dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat 200.

[0389] Intrarea suplimentară a senzorului de temperatură VRTH primeşte un semnal de detectare a temperaturii de la un senzor de temperatură extern din dispozitivul de acţionare 202, care monitorizează temperatura bateriei 250. Astfel, circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 poate reacţiona pentru a opri încărcarea bateriei 250 în cazul unei temperaturi ridicate a bateriei sau pentru a opri în alt mod dispozitivul de acţionare 202 pentru a reduce riscul de deteriorare cauzat de o temperatură prea ridicată a bateriei.

[0390] PMIC 300 cuprinde un dispozitiv de acţionare LED 320 care, în acest exemplu, primeşte un semnal de unitate digitală de la nucleul digital 316 şi furnizează semnale de ieşire a unităţii LED către şase leduri 321-326 care sunt configurate pentru a fi cuplate la pinii de ieşire ai PMIC 300. Astfel, driverul LED 320 poate acţiona şi diminua intensitatea ledurilor 321-326 în până la şase canale independente.

[0391] PMIC 300 cuprinde un prim convertor digital în analogic (DAC) 327 care converteşte semnalele digitale din PMIC 300 într-un semnal analogic de control al tensiunii care este emis de PMIC 300 printr-un pin de ieşire VDAC0. Primul DAC 327 converteşte un semnal de comandă digital generat de nucleul digital 316 într-un semnal analogic de control al tensiunii care este emis prin pinul de ieşire VDAC0 pentru a controla un circuit de reglare a tensiunii, cum ar fi convertorul de impuls 305. Semnalul de control al tensiunii controlează astfel circuitul regulatorului de tensiune pentru a genera o tensiune predeterminată pentru modulare de către circuitul punţii H pentru a acţiona un circuit rezonant, precum traductorul ultrasonic 215, ca răspuns la semnalele de feedback care indică funcţionarea circuitului rezonant (traductorului ultrasonic 215).

[0392] În acest exemplu, PM IC 300 cuprinde o a doua unitate DAC 328 care converteşte semnalele digitale din PMIC 300 într-un semnal analogic care este emis de PMIC 300 printr-un al doilea pin de ieşire analogic VDAC1.

[0393] Încorporarea unităţilor DAC 327, 328 în acelaşi microcip ca şi celelalte subsisteme ale PMIC 300 permite unităţilor DAC 327, 328 să comunice cu nucleul digital 316 şi cu alte componente din PMIC 300 la viteză mare, fără întârziere de comunicare sau cu întârzieri minime de comunicare. Unităţile DAC 327, 328 furnizează ieşiri analogice care controlează buclele de feedback externe. De exemplu, primul DAC 327 furnizează semnalul de control VCTL către convertorul de impuls 305 pentru a controla funcţionarea convertorului de impuls 305. În alte exemple, DAC-urile 327, 328 sunt configurate pentru a furniza un semnal de acţionare către un convertor de coborâre a tensiunii c.c.-c.c. în locul sau în plus faţă de convertorul de impuls 305. Integrarea celor două canale independente ale convertorului digital-analog în circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 permite circuitului integrat cu gestionarea puterii 300 să manipuleze bucla de feedback a oricărui regulator utilizat în dispozitivul de acţionare 202 şi permite dispozitivului de acţionare 202 să regleze puterea de sonicare a traductorului ultrasonic 215 sau să stabilească praguri analoge pentru setările absolute de curent maxim şi temperatură maximă ale traductorului ultrasonic 215.

[0394] PMIC 300 cuprinde o interfaţă de comunicaţie serială care, în acest exemplu, este o interfaţă I2C care încorporează adrese I2C externe setate prin pini.

[0395] PMIC 300 cuprinde, de asemenea, diferite blocuri funcţionale care includ o maşină digitală (FSM) pentru a implementa funcţionalitatea microcipului. Aceste blocuri vor fi descrise mai detaliat mai jos.

[0396] Referindu-ne acum la Figura 70 din ilustraţiile însoţitoare, un subsistem generator de semnale de modulaţie a lăţimii impulsului (PWM) 329 este încorporat în PMIC 300. Sistemul generator PWM 329 cuprinde oscilatorul 315 şi divizorul de frecvenţă 330, un multiplexor 331 şi o buclă blocată cu întârziere (DLL) 332. Aşa cum va fi descris mai jos, sistemul generator PWM 329 este un generator PWM aliniat central în două faze.

[0397] Divizorul de frecvenţă 330, multiplexorul 331 şi DLL 332 sunt implementate în componente logice digitale (de exemplu, tranzistoare, porţi logice etc.) din nucleul digital 316.

[0398] În exemplele acestei dezvăluiri, gama de frecvenţă care este acoperită de oscilatorul 315 şi, respectiv, de sistemul generator PWM 329 este de 50 kHz până la 5 MHz sau până la 105 MHz. Precizia de frecvenţă a sistemului generator PWM 329 este de ±1 %, iar temperatura de propagare este de ±1 %. Pe piaţa CI de astăzi, niciun CI nu are un oscilator încorporat şi un generator PWM aliniat central bifazat care să poată oferi un interval de frecvenţă de la 50 kHz la 5 MHz sau până la 105 MHz.

[0399] Oscilatorul 315 generează un semnal principal de ceas (clk_m) cu o frecvenţă de 50 kHz până la 5 MHz sau până la 105 MHz. Ceasul principal clk_m este introdus în divizorul de frecvenţă 330 care împarte frecvenţa ceasului principal clk_m la una sau mai multe valori predeterminate ale divizorului. În acest exemplu, divizorul de frecvenţă 330 împarte frecvenţa ceasului principal clk_m la 2, 4, 8 şi 16 şi furnizează ceasurile de frecvenţă divizate ca ieşiri către multiplexorul 331. Multiplexorul 331 multiplexează ceasurile de frecvenţă divizate şi asigură o ieşire de frecvenţă divizată către DLL 332. Acest semnal care este transmis către DLL 332 este un semnal de referinţă de frecvenţă care controlează DLL 332 pentru a emite semnale la o frecvenţă dorită. În alte exemple, divizorul de frecvenţă 330 şi multiplexorul 331 sunt omise.

[0400] Oscilatorul 315 generează, de asemenea, două faze; un semnal de ceas de primă fază - Faza 1 şi un semnal de ceas de faza a doua - Faza 2. Fazele primului semnal de ceas de fază şi ale celui de-al doilea semnal de ceas de fază sunt aliniate central. După cum este ilustrat în Figura 71:

•

Semnalul de ceas de primă fază - Faza 1 - este ridicat într-o perioadă variabilă a semi-perioadei pozitive a clk_m şi scăzut în timpul semi-perioadei negative a clk_m.

•

Semnalul de ceas de faza a doua - Faza 2 - este ridicat într-o perioadă variabilă a semi-perioadei negative a clk_m şi scăzut în timpul semi-perioadei pozitive a clk_m.

[0402] Faza 1 şi Faza 2 sunt apoi trimise către DLL 332, care generează un semnal de ceas cu dublă frecvenţă utilizând semnalul de ceas de primă fază - Faza 1 şi semnalul de ceas de faza a doua - Faza 2. Semnalul de ceas cu dublă frecvenţă este dublu faţă de frecvenţa semnalului principal de ceas clk_m. În acest exemplu, o poartă „OR» din DLL 332 generează semnalul de ceas cu dublă frecvenţă care utilizează semnalul de ceas de primă fază - Faza 1 - şi semnalul de ceas de faza a doua - Faza 2. Acest ceas cu frecvenţă dublă sau frecvenţa divizată care provine de la separatorul de frecvenţă 330 este selectat pe baza unei frecvenţe ţintă selectate şi apoi utilizat ca referinţă pentru DLL 332.

[0403] În cadrul DLL 332, un semnal denumit în continuare „ceas» reprezintă ceasul principal clk_m înmulţit cu 2, iar un semnal denumit în continuare „clock_del» este o replică a ceasului întârziat cu o perioadă a frecvenţei. Clock şi clock_del sunt trecute printr-un detector de frecvenţă de fază. Un nod Vc este apoi încărcat sau descărcat de o pompă de încărcare pe baza polarităţii erorii de fază. O tensiune de control este alimentată în mod direct pentru a controla întârzierea fiecărei unităţi de întârziere din DLL 332 până când întârzierea totală a DLL 332 este exact o perioadă.

[0404] DLL 332 controlează marginea ascendentă a semnalului de ceas de primă fază - Faza 1 şi a semnalului de ceas de faza a doua - Faza 2, pentru a fi sincron cu marginea ascendentă a semnalului de ceas cu frecvenţă dublă. DLL 332 ajustează frecvenţa şi ciclul de funcţionare ale semnalului de ceas de primă fază - Faza 1 şi al semnalului de ceas de faza a doua - Faza 2 ca răspuns la un semnal de referinţă de frecvenţă respectiv şi la un semnal de control al ciclului de funcţionare pentru a produce un prim semnal de ieşire de fază A şi un al doilea semnal de ieşire de fază B pentru a acţiona o punte H sau un invertor pentru a genera un semnal de acţionare c.a. pentru a conduce un traductor ultrasonic.

[0405] PMIC 300 cuprinde un terminal de semnal de ieşire de primă fază PHASE_A care semnalul de ieşire de primă fază - Fază A către un circuit de punte în formă de H şi un terminal de semnal de ieşire de faza a doua PHASE_B care transmite semnalul de ieşire de faza a doua - Faza B către un circuit de punte în formă de H.

[0406] În acest exemplu, DLL 332 reglează ciclul de funcţionare al semnalului de ceas de primă fază - Faza 1 şi al semnalului de ceas de faza a doua - Faza 2, ca răspuns la semnalul de control al ciclului de funcţionare prin variaţia întârzierii fiecărei linii de întârziere din răspunsul DLL 332 la semnalul de control al ciclului de funcţionare.

[0407] Ceasul este folosit la dublul frecvenţei sale, deoarece garantează o precizie mai bună. După cum se arată în Figura 72, pentru a explica dacă se utilizează frecvenţa clk_m principală a ceasului (ceea ce nu este prezentat în exemplele acestei dezvăluiri), faza A este sincronă cu marginea R ascendentă a ceasului, iar faza B este sincronă cu marginea F descendentă a ceasului.

[0408] Linia de întârziere a DLL 332 controlează marginea ascendentă R şi astfel, pentru marginea descendentă F, sistemul generator PWM 329 ar trebui să se bazeze pe o potrivire perfectă a unităţilor de întârziere ale DLL 332, care pot fi imperfecte. Cu toate acestea, pentru a elimina această eroare, sistemul generator PWM 329 foloseşte ceasul cu dublă frecvenţă, astfel încât atât Faza A, cât şi Faza B sunt sincrone cu marginea ascendentă R a ceasului cu dublă frecvenţă.

[0409] Pentru a efectua un ciclu de funcţionare de la 20 % la 50 % cu o dimensiune a pasului de 2 %, linia de întârziere a DLL 332 cuprinde 25 de unităţi de întârziere, puterea fiecărei unităţi de întârziere respectivă reprezentând o fază n. În cele din urmă, faza de ieşire a unităţii de întârziere finală va corespunde ceasului de intrare. Având în vedere că toate întârzierile vor fi aproape aceleaşi, se obţine un anumit ciclu de funcţionare cu ieşirea unităţii de întârziere specifice cu logică simplă în nucleul digital 316.

[0410] Este important să se acorde atenţie pornirii DLL 332, deoarece DLL 332 ar putea să nu poată bloca o perioadă de întârziere, ci două sau mai multe perioade, ducând DLL 332 într-o zonă fără convergenţă. Pentru a evita această problemă, în sistemul generator PWM 329 este implementat un circuit de pornire care permite DLL 332 să pornească de la o condiţie cunoscută şi deterministă. Circuitul de pornire permite, de asemenea, DLL 332 să pornească cu o întârziere minimă.

[0411] În exemplele acestei dezvăluiri, gama de frecvenţă acoperită de sistemul generator PWM 329 este extinsă şi astfel unităţile de întârziere din DLL 332 pot furniza întârzieri de la 4 ns (pentru o frecvenţă oscilatoare de 5 MHz) la 400 ns (pentru o frecvenţă oscilatoare de 50 kHz). Pentru a face faţă acestor întârzieri diferite, condensatoarele Cb sunt incluse în sistemul generator PWM 329, valoarea condensatorului fiind selectată pentru a asigura întârzierea necesară.

[0412] Faza A şi Faza B sunt emise de la DLL 332 şi trecute printr-un IO digital către puntea IC 301, astfel încât Faza A şi Faza B pot fi utilizate pentru a controla funcţionarea IC 301 a punţii.

[0413] Funcţionalitatea de încărcare a bateriei dispozitivului de acţionare 202 va fi acum descrisă mai detaliat. Subsistemul de încărcare a bateriei cuprinde circuitul încărcătorului 317 care este încorporat în circuitul integrat cu gestionarea puterii 300 şi controlat de un controler de încărcare digital introdus în circuitul integrat cu gestionarea puterii 300. Circuitul încărcătorului 317 este controlat de microcontrolerul 303 prin intermediul magistralei de comunicaţii 302. Subsistemul de încărcare a bateriei este capabil să încarce o baterie de polimer de litiu cu o singură celulă (LiPo) sau cu litiu-ion (Li-ion), precum bateria 250 descrisă mai sus.

[0414] În acest exemplu, subsistemul de încărcare a bateriei este capabil să încarce una sau mai multe baterii cu un curent de încărcare de până la 1 A de la o sursă de alimentare de 5 V (de exemplu, o sursă de alimentare USB). Unul sau mai mulţi dintre următorii parametri pot fi programaţi prin magistrala de comunicaţii 302 (interfaţa I2C) pentru a adapta parametrii de încărcare pentru baterie:

•

Tensiunea de încărcare poate fi setată între 3,9 V şi 4,3 V în unităţi de 100 mV.

•

Curentul de încărcare poate fi setat între 150 mA şi 1000 mA în unităţi de 50 mA.

•

Curentul de pre-încărcare este de 1/10 din curentul de încărcare.

•

Timpul de expirare a preîncărcării şi încărcării rapide poate fi setat între 5 şi 85 de minute, respectiv între 20 şi 340 de minute.

•

Opţional, un termistor extern cu coeficient de temperatură negativă (NTC) poate fi utilizat pentru a monitoriza temperatura bateriei.

[0416] În unele exemple, subsistemul de încărcare a bateriei raportează unul sau mai multe dintre următoarele evenimente prin creşterea unei întreruperi a microcontrolerului gazdă 303:

•

Baterie detectată

•

Bateria este în curs de încărcare

•

Bateria este complet încărcată

•

Bateria nu este prezentă

•

S-a ajuns la expirarea încărcării

•

Alimentarea de încărcare este sub limita de subtensiune

[0418] Principalul avantaj al instalării circuitului încărcătorului 317 încorporat în PMIC 300 este că permite implementarea tuturor opţiunilor de programare şi a indicaţiilor de eveniment enumerate în cadrul PMIC 300, ceea ce garantează funcţionarea în siguranţă a subsistemului de încărcare a bateriei. În plus, se pot realiza economii semnificative ale costurilor de fabricare şi economii semnificativă de spaţiu PCB în comparaţie cu dispozitivele de inhalare a lichidului pulverizat convenţionale care cuprind componente discrete ale unui sistem de încărcare montate separat pe un PCB. Circuitul încărcătorului 317 permite, de asemenea, setarea extrem de versatilă a curentului şi tensiunii de încărcare, diferite perioade de expirare a defecţiunilor şi numeroase marcatoare de evenimente pentru o analiză detaliată a stării.

[0419] Convertorul analogic-digital (ADC) 318 va fi acum descris în detaliu. Inventatorii au trebuit să depăşească dificultăţi tehnice semnificative pentru a integra ADC 318 în PMIC 300 cu oscilatorul de mare viteză 315. În plus, integrarea ADC 318 în PMIC 300 contravine abordării convenţionale în domeniu, care se bazează pe utilizarea unuia dintre numeroasele dispozitive ADC discrete disponibile pe piaţa CI.

[0420] În acest exemplu, ADC 318 eşantionează cel puţin un parametru din cipul de acţionare al traductorului ultrasonic (PMIC 300) la o viteză de eşantionare care este egală cu frecvenţa semnalului principal de ceas clk_m. În acest exemplu, ADC 318 este un convertor analogic-digital pe 10 biţi care este capabil să descarce eşantionarea digitală de pe microprocesorul 303 pentru a economisi resursele microprocesorului 303. Integrarea ADC 318 în PMIC 300 evită, de asemenea, necesitatea de a utiliza o magistrală I2C care altfel ar încetini capacitatea de eşantionare a ADC (un dispozitiv convenţional se bazează pe o magistrală I2C pentru a comunica date între un ADC discret dedicat şi un microcontroler la o viteză de ceas limitată de obicei la 400 kHz).

[0421] În exemplele prezentei dezvăluiri, unul sau mai mulţi dintre următorii parametri pot fi eşantionaţi în mod secvenţial de ADC 318:

i.

Un semnal de curent rms care este recepţionat la cipul dispozitivului de acţionare al traductorului ultrasonic (circuitul integrat cu gestionarea puterii 300) de la un circuit invertor extern care acţionează un traductor ultrasonic. În acest exemplu, acest parametru este un curent cu rădăcină medie pătrată (rms) raportat de puntea IC 301. Detectarea curentului rms este importantă pentru implementarea buclei de feedback utilizate pentru acţionarea traductorului ultrasonic 215. ADC 318 este capabil să depisteze curentul rms direct de la IC 301 printr-un semnal cu întârziere minimă sau fără nicio întârziere, deoarece ADC 318 nu se bazează pe transmiterea acestor informaţii printr-o magistrală I2C. Acest lucru oferă un beneficiu semnificativ de viteză şi precizie faţă de dispozitivele convenţionale care sunt limitate de vitezele relativ scăzute ale unei magistrale I2C.

Ii.

Tensiunea unei baterii conectate la PMIC 300.

Iii.

Tensiunea unui încărcător conectat la PMIC 300.

Iv.

Un semnal de temperatură, cum ar fi un semnal de temperatură care indică temperatura cipului PMIC 300. După cum s-a descris mai sus, această temperatură poate fi măsurată foarte precis datorită senzorului de temperatură 314 încorporat în acelaşi circuit integrat ca şi oscilatorul 315. De exemplu, dacă temperatura PMIC 300 creşte, curentul, frecvenţa şi PWM sunt reglate de PMIC 300 pentru a controla oscilaţia traductorului care, la rândul său, controlează temperatura.

v.

Doi pini externi.

vi.

Senzor de temperatură NTC extern pentru monitorizarea temperaturii acumulatorului.

[0423] În unele exemple, ADC 318 eşantionează în mod secvenţial una sau mai multe dintre sursele menţionate mai sus, de exemplu într-o schemă de alocare prin rotaţie. ADC 318 eşantionează sursele la viteză mare, cum ar fi viteza oscilatorului 315, care poate fi de până la 5 MHz sau de până la 105 MHz.

[0424] În unele exemple, dispozitivul de acţionare 202 este configurat astfel încât un utilizator sau producătorul dispozitivului să poată specifica numărul de eşantioane prelevate din fiecare sursă pentru calcularea mediei. De exemplu, un utilizator poate configura sistemul pentru a preleva 512 eşantioane de la intrarea de curent rms, 64 de probe de la tensiunea bateriei, 64 de la tensiunea de intrare a încărcătorului, 32 de eşantioane de la pinii externi şi 8 de la pinul NTC. În plus, utilizatorul poate specifica, de asemenea, dacă una dintre sursele menţionate mai sus trebuie omisă.

[0425] În unele exemple, pentru fiecare sursă, utilizatorul poate specifica două praguri digitale care împart întreaga gamă în mai multe zone, cum ar fi 3 zone. Ulterior, utilizatorul poate seta sistemul să deblocheze o întrerupere atunci când valoarea eşantionată schimbă zonele, de exemplu, dintr-o zonă 2 într-o zonă 3.

[0426] Niciun circuit integrat convenţional disponibil pe piaţă astăzi nu poate îndeplini caracteristicile de mai sus ale PMIC 300. Eşantionarea cu o astfel de flexibilitate şi granularitate este esenţială când se acţionează un circuit sau o componentă rezonantă, precum un traductor ultrasonic.

[0427] În acest exemplu, PMIC 300 cuprinde un port digital de ieşire-intrare de uz general (GPIO) de 8 biţi. Fiecare port poate fi configurat ca intrare digitală şi ieşire digitală. Unele porturi au o funcţie de intrare analogă, aşa cum se arată în tabelul din Figura 73.

[0428] Porturile GPIO7-GPIO5 ale circuitului integrat cu gestionarea puterii 300 pot fi utilizate pentru a seta adresa dispozitivului pe magistrala de comunicaţii (I2C) 302. Ulterior, opt dispozitive identice pot fi utilizate pe aceeaşi magistrală I2C. Aceasta este o caracteristică unică în industria CI, deoarece permite utilizarea a opt dispozitive identice pe aceeaşi magistrală I2C fără adrese conflictuale. Acest lucru este implementat de fiecare dispozitiv citind starea GPIO7-GPIO5 în primele 100 ps după pornirea PMIC 300 şi stocând acea porţiune a adresei la nivel intern în PMIC 300. După pornirea PMIC 300, unităţile GPIO pot fi utilizate în orice alt scop.

[0429] Aşa cum s-a descris mai sus, PMIC 300 cuprinde un dispozitiv de acţionare LED cu şase canale 320. În acest exemplu, dispozitivul de acţionare LED 320 cuprinde surse de curent N-Channel Metal-Oxid Semiconductor (NMOS) care sunt tolerante la 5 V. Dispozitivul de acţionare LED 320 este configurat pentru a seta curentul LED la patru niveluri discrete; 5 mA, 10 mA, 15 mA şi 20 mA. Dispozitivul de acţionare LED 320 este configurat pentru a diminua fiecare canal LED cu un semnal PWM pe 12 biţi, cu sau fără corecţie gama. Dispozitivul de acţionare LED 320 este configurat pentru a varia frecvenţa PWM de la 300 Hz la 1,5 KHz. Această caracteristică este unică în domeniul dispozitivelor inhalatoare ultrasonice cu lichid pulverizat, deoarece funcţionalitatea este încorporată ca un subsistem al PMIC 300.

[0430] În acest exemplu, PMIC 300 cuprinde două convertoare independente digital-analogic (DAC) pe 6 biţi 327, 328 care sunt încorporate în PMIC 300. Scopul unităţilor DAC 327, 328 este de a emite o tensiune analogică pentru a manipula calea de feedback a unui regulator extern (de exemplu, convertorul de amplificare c.c.-c.c. 305, un convertor de coborâre a tensiunii sau un LDO). În plus, în unele exemple, unităţile DAC 327, 328 pot fi, de asemenea, utilizate pentru a regla în mod dinamic nivelul de oprire a supracurentului al punţii IC 301, aşa cum este descris mai jos.

[0431] Tensiunea de ieşire a fiecărui DAC 327, 328 este programabilă între 0 V şi 1,5 V sau între 0 V şi V_baterie (Vbat). În acest exemplu, controlul tensiunii de ieşire DAC se face prin comenzi I2C. Existenţa a două DAC încorporate în PMIC 300 este unică şi va permite controlul dinamic al monitorizării curentului. Dacă DAC 327, 328 ar fi un cip extern, viteza ar cădea sub aceleaşi restricţii ale limitărilor de viteză datorită protocolului I2C. Dispunerea monitorizării active a puterii dispozitivului de acţionare 202 funcţionează cu eficienţă optimă dacă toate aceste caracteristici încorporate sunt în PMIC. Dacă ar fi componente externe, dispunerea monitorizării active a puterii ar fi total ineficientă.

[0432] Referindu-ne acum la Figura 74 din ilustraţiile însoţitoare, IC punte 301 este un microcip care cuprinde un circuit de comutare a puterii încorporat 333. În acest exemplu, circuitul de comutare a puterii 333 este o punte H 334 care este prezentată în Figura 75 şi care este descrisă în detaliu mai jos. Cu toate acestea, trebuie apreciat faptul că puntea IC 301 din alte exemple poate încorpora un circuit de comutare a puterii alternativ la puntea FI 334, cu condiţia ca respectivul circuit de comutare a puterii să îndeplinească o funcţie echivalentă pentru generarea unui semnal de acţionare CA pentru a acţiona traductorul ultrasonic 215.

[0433] Puntea IC 301 cuprinde o primă fază terminală FAZA A care primeşte un semnal de ieşire de primă fază - Faza A de la subsistemul generator de semnal PWM al PMIC 300. Puntea IC 301 cuprinde, de asemenea, un terminal de faza a doua FAZA B care primeşte un semnal de ieşire de faza a doua - Faza B de la subsistemul generator de semnal PWM al PMIC 300.

[0434] Puntea IC 301 cuprinde un circuit de detectare a curentului 335 care detectează în mod direct fluxul de curent în puntea H 334 şi furnizează un semnal de ieşire a curentului RMS prin pinul RMS_CURR al punţii IC 301. Circuitul de detectare a curentului 335 este configurat pentru monitorizarea supracurentului, pentru a detecta când curentul care trece prin puntea H 334 depăşeşte un prag prestabilit. Integrarea circuitului de comutare a puterii 333 care cuprinde puntea H 334 şi circuitul de detectare a curentului 335, toate în acelaşi circuit încorporat al punţii IC 301, este o combinaţie unică pe piaţa circuitelor integrate. În prezent, niciun alt circuit integrat de pe piaţa circuitelor integrate nu cuprinde o punte H cu circuite încorporate pentru detectarea curentului RMS care trece prin puntea H.

[0435] Puntea IC 301 cuprinde un senzor de temperatură 336 care include monitorizarea supratemperaturii. Senzorul de temperatură 336 este configurat pentru a închide puntea IC 301 sau pentru a dezactiva cel puţin o parte a punţii IC 336 în cazul în care senzorul de temperatură 336 detectează că puntea IC 301 funcţionează la o temperatură peste un prag predeterminat. Prin urmare, senzorul de temperatură 336 asigură o funcţie de siguranţă integrată care previne deteriorarea circuitului integrat punte 301 sau a altor componente din dispozitivul de acţionare 202 în cazul în care circuitul integrat punte 301 funcţionează la o temperatură excesiv de ridicată.

[0436] Puntea IC 301 cuprinde automatul de stări digital 337 care este conectată integral la circuitul de comutare a puterii 333. Automatul de stări digital 337 primeşte semnalele de fază A şi de fază B de la PMIC 300 şi un semnal ACTIVARE, de exemplu de la microcontrolerul 303. Automatul de stări digital 337 generează semnale de temporizare bazate pe semnalul de ieşire de primă fază - Faza A şi semnalul de ieşire de faza a doua - Faza B.

[0437] Automatul de stări digital 337 emite semnale de temporizare corespunzătoare semnalelor de fază A şi de fază B, precum şi semnale BRIDGE_PR şi BRIDGE_EN către circuitul de comutare a puterii 333 pentru a controla circuitul de comutare a puterii 333. Astfel, automatul de stări digital 337 transmite semnalele de sincronizare către comutatoarele T1-T4 ale circuitului de punte H 334 pentru a controla comutatoarele T1-T4 să pornească şi să se oprească într-o secvenţă astfel încât circuitul de punte H să emită un semnal de acţionare CA pentru acţionarea unui circuit rezonant, cum ar fi traductorul ultrasonic 215.

[0438] După cum este descris mai detaliat mai jos, secvenţa de comutare cuprinde o perioadă de variaţie liberă în care primul comutator T1 şi al doilea comutator T2 sunt oprite şi al treilea comutator Ts şi al patrulea comutator T4 sunt pornite pentru a disipa energia stocată de circuitul rezonant (traductorul ultrasonic 215).

[0439] Puntea IC 301 cuprinde un controler de testare 338 care permite testarea circuitului integrat 301 pentru a determina dacă componentele încorporate în IC 301 funcţionează corect. Controlerul de testare 338 este cuplat la pinii TEST_DATA, TEST_CLK şi TEST.LOAD, astfel încât puntea IC 301 să poată fi conectată la un dispozitiv de control extern care introduce şi scoate date în şi din IC 301 pentru a testa funcţionarea IC 301 a punţii. Puntea IC 301 cuprinde, de asemenea, o magistrală de testare care permite testarea magistralei de comunicaţii digitale din cadrul IC 301 prin intermediul unui pin TST_PAD.

[0440] Puntea IC 301 cuprinde un circuit de resetare (POR) 339 care controlează operaţiunea de pornire a punţii IC 301. POR 339 asigură faptul că puntea IC 301 porneşte corect numai dacă tensiunea de alimentare se încadrează într-un interval prestabilit. Dacă tensiunea de alimentare este în afara intervalului prestabilit, de exemplu dacă tensiunea de alimentare este prea mare, POR 339 întârzie pornirea punţii IC 301 până când tensiunea de alimentare se încadrează în intervalul predeterminat.

[0441] Puntea IC 301 cuprinde un bloc de referinţă (BG) 340 care furnizează o tensiune de referinţă precisă pentru utilizarea de către celelalte subsisteme ale punţii IC 301.

[0442] Puntea IC 301 cuprinde un curent de referinţă 341 care transmite un curent precis la circuitul de comutare a puterii 333 şi/sau la alte subsisteme din cadrul punţii IC 301, cum ar fi senzorul de curent 335.

[0443] Senzorul de temperatură 336 monitorizează în mod continuu temperatura siliciului punţii IC 301. Dacă temperatura depăşeşte pragul de temperatură predeterminat, circuitul de comutare de alimentare 333 este oprit automat. În plus, supratemperatura poate fi raportată unei gazde externe pentru a informa gazda externă că a avut loc un eveniment de supratemperatură.

[0444] Automatul de stări digital (FSM) 337 generează semnalele de temporizare pentru circuitul de comutare de putere 333 care, în acest exemplu, sunt semnale de temporizare pentru controlul punţii H 334.

[0445] Puntea IC 301 cuprinde comparatoare 342,343 care compară semnalele de la diferitele subsisteme ale punţii IC 301 cu referinţele de tensiune şi curent 340,341 şi furnizează semnale de ieşire de referinţă prin pinii punţii IC 301.

[0446] Referindu-ne din nou la Figura 75 din ilustraţiile însoţitoare, puntea H 334 din acest exemplu cuprinde patru comutatoare de tip tranzistoare cu efect de câmp (FET) NMOS pe ambele părţi ale punţii H 334. Puntea H 334 cuprinde patru comutatoare sau tranzistoare T1-T4 care sunt conectate într-o configuraţie de punte H, fiecare tranzistor T1-T4 fiind acţionat de o intrare logică respectivă A-D. Tranzistoarele T1-T4 sunt configurate pentru a fi acţionate de o tensiune de ridicare care este generată la nivel intern cu două condensatoare externe Cb care sunt conectate după cum este ilustrat în Figura 75.

[0447] Puntea H 334 cuprinde diferite intrări şi ieşiri de putere care sunt conectate la pinii respectivi ai punţii IC 301. Puntea H 334 primeşte tensiunea programabilă VBOOST, care este emisă de convertorul de amplificare 305 printr-un prim terminal de alimentare, etichetat VBOOST în Figura 75. Puntea H 334 cuprinde un al doilea terminal de alimentare cu electricitate, etichetat VSS P în Figura 75.

[0448] Puntea în formă de H 334 cuprinde ieşirile OUTP, OUTN care sunt configurate pentru a se conecta la bornele respective ale traductorului ultrasonic 215, astfel încât semnalul de acţionare c.a. de ieşire de pe puntea H 334 să poată acţiona traductorul ultrasonic 215.

[0449] Comutarea celor patru comutatoare sau tranzistoare T1-T4 este controlată prin comutarea semnalelor de la automatul de stări digital 337 prin intrarea logică A-D. Este de apreciat că, deşi Figura 75 prezintă patru tranzistoare T1-T4, în alte exemple, puntea H 334 cuprinde un număr mai mare de tranzistoare sau alte componente de comutare pentru a implementa funcţionalitatea punţii H.

[0450] În acest exemplu, puntea H 334 funcţionează la o putere de comutare de la 22 W la 50 W pentru a transmite un semnal de acţionare cu curent alternativ cu o putere suficientă pentru a acţiona traductorul ultrasonic 215 pentru a genera aerosoli în mod optim. Tensiunea care este comutată de puntea H 334 din acest exemplu este de ±15 V. În alte exemple, tensiunea este de ±20 V.

[0451] În acest exemplu, puntea H 334 comută la o frecvenţă de la 3 MHz la 5 MHz sau până la 105 MHz. Aceasta este o viteză mare de comutare în comparaţie cu punţile H cu circuite integrate convenţionale care sunt disponibile pe piaţa circuitelor integrate. De exemplu, un circuit integrat convenţional cu punte H disponibil astăzi pe piaţa circuitelor integrate este configurat să funcţioneze la o frecvenţă maximă de numai 2 MHz. În afară de circuitul integrat punte 301 descrisă în prezentul document, niciun circuit integrat convenţional cu punte H disponibil pe piaţa circuitelor integrate nu este capabil să funcţioneze la o putere de la 22 V la 50 V la o frecvenţă de până la 5 MHz şi în niciun caz până la 105 MHz.

[0452] Referindu-ne acum la Figura 76 din ilustraţiile însoţitoare, senzorul de curent 335 cuprinde rezistenţe de detectare a curentului pozitiv şi negativ RshuntP, RshuntN, care sunt conectate în serie cu laturile superioare şi inferioare respective ale punţii H 334, aşa cum se arată în Figura 75. Rezistenţele de detectare actuale RshuntP, RshuntN sunt rezistenţe de valoare mică care, în acest exemplu, sunt de 0,1 Ω. Senzorul de curent 335 cuprinde un prim senzor de tensiune sub forma unui prim amplificator operaţional 344 care măsoară căderea de tensiune pe primul rezistor de senzor de curent RshuntP şi un al doilea senzor de tensiune sub forma unui al doilea amplificator operaţional 345 care măsoară căderea de tensiune pe al doilea rezistor de senzor de curent RshuntN. În acest exemplu, amplificarea fiecărui amplificator operaţional 344, 345 este de 2VA/. Ieşirea fiecărui amplificator operaţional 344, 345 este, în acest exemplu, 1 mA/V. Senzorul de curent 335 cuprinde un rezistor de scădere Rcs care, în acest exemplu, este de 2kQ. Ieşirile amplificatoarelor operaţionale 344, 345 furnizează o ieşire CSout care trece printr-un filtru de trecere joasă 346 care elimină curenţii tranzitorii din semnalul CSout. Un Vout de ieşire al filtrului de trecere joasă 346 este semnalul de ieşire al senzorului de curent 335.

[0453] Senzorul de curent actual 335 măsoară astfel curentul c.a. care trece prin puntea H 334 şi, respectiv, prin traductorul ultrasonic 215. Senzorul de curent 335 converteşte curentul c.a. într-o tensiune de ieşire RMS echivalentă (Vout) în raport cu împământarea. Senzorul actual 335 are o capacitate mare de lăţime de bandă, deoarece puntea H 334 poate fi operată la o frecvenţă de până la 5 MHz sau, în unele exemple, până la 105 MHz. Vout de ieşire a senzorului de curent 335 raportează o tensiune pozitivă care este echivalentă cu curentul măsurat c.a. rms care trece prin traductorul ultrasonic 215. Tensiunea de ieşire Vout a senzorului de curent 335 este, în acest exemplu, alimentată înapoi la circuitele de comandă din interiorul punţii IC 301 pentru a permite punţii IC 301 să închidă puntea H 334 în cazul în care curentul care trece prin puntea H 334 şi, prin urmare, prin traductorul 215 depăşeşte un prag prestabilit. În plus, evenimentul de prag de curent excedentar este raportat primului comparator 342 din puntea IC 301, astfel încât unitatea IC 301 a punţii să poată raporta evenimentul de curent excedentar prin intermediul pinului OVC_TRIGG al punţii IC 301.

[0454] Referindu-ne acum la Figura 77 din ilustraţiile însoţitoare, controlul punţii H 334 va fi acum descris şi cu referire la modelul piezoelectric echivalent al traductorului ultrasonic 215.

[0455] Pentru a dezvolta o tensiune pozitivă la ieşirile OUTP, OUTN ale punţii H 334, aşa cum este indicat de V_out în Figura 77 (a se observa direcţia săgeţii), secvenţa de comutare a tranzistoarelor T1-T4 prin intrările A-D este după cum urmează:

1.

Tensiune de ieşire pozitivă pe traductorul ultrasonic 215: A-PORNIT, B-OPRIT, C-OPRIT, D-PORNIT

2.

Trecerea de la tensiunea de ieşire pozitivă la zero: A-OPRIT, B-OPRIT, C-OPRIT, D-PORNIT. În timpul acestei tranziţii, C este oprit mai întâi pentru a minimiza sau a evita pierderea de putere prin minimizarea sau evitarea curentului care trece prin A şi C dacă există o eroare de comutare sau o întârziere în A.

3.

Tensiune de ieşire zero: A-OPRIT, B-OPRIT, C-PORNIT, D-PORNIT. În timpul acestei faze de tensiune de ieşire zero, terminalele ieşirilor OUTP, OUTN ale punţii H 334 sunt împământate de comutatoarele C şi D care rămân pornite. Acest lucru disipează energia stocată de condensatoare în circuitul echivalent al traductorului ultrasonic, ceea ce minimizează depăşirea tensiunii în tensiunea formei de undă de comutare care se aplică traductorului ultrasonic.

4.

Trecerea de la tensiunea de ieşire zero la cea negativă: A-OPRIT, B-OPRIT, C-PORNIT, D-OPRIT.

5.

Tensiune de ieşire negativă pe traductorul ultrasonic 215: A-OPRIT, B-PORNIT, C-PORNIT, D-OPRIT

[0457] La frecvenţe înalte de până la 5 MHz sau chiar până la 105 MHz, se va aprecia că timpul pentru fiecare parte a secvenţei de comutare este foarte scurt şi de ordinul nanosecundelor sau picosecundelor. De exemplu, la o frecvenţă de comutare de 6 MHz, fiecare parte a secvenţei de comutare are loc la aproximativ 80 ns.

[0458] Un grafic care arată tensiunea de ieşire OUTP, OUTN a punţii H 334 în conformitate cu secvenţa de comutare de mai sus este prezentat în Figura 78 din ilustraţiile însoţitoare. Porţiunea de tensiune de ieşire zero a secvenţei de comutare este inclusă pentru a se adapta la energia stocată de traductorul ultrasonic 215 (de exemplu, energia stocată de condensatoare în circuitul echivalent al traductorului ultrasonic). După cum s-a descris mai sus, acest lucru minimizează depăşirea tensiunii în tensiunea formei de undă de comutare care se aplică traductorului ultrasonic şi, prin urmare, minimizează disiparea inutilă a puterii şi încălzirea în traductorul ultrasonic.

[0459] Minimizarea sau eliminarea depăşirii tensiunii reduce, de asemenea, riscul de deteriorare a tranzistorilor din puntea IC 301, împiedicând tranzistoarele să fie supuse unor tensiuni care depăşesc tensiunea nominală. În plus, minimizarea sau eliminarea depăşirii tensiunii permite punţii IC 301 să acţioneze traductorul ultrasonic cu precizie într-un mod care minimizează întreruperea buclei de feedback de detectare a curentului descrisă aici. Prin urmare, puntea IC 301 este capabilă să acţioneze traductorul ultrasonic la o putere mare de 22 W până la 50 W sau chiar până la 70 W la o frecvenţă ridicată de până la 5 MHz sau chiar până la 105 MHz.

[0460] Puntea IC 301 din acest exemplu este configurată pentru a fi controlată de PMIC 300 pentru a funcţiona în două moduri diferite, denumite aici mod forţat şi mod de frecvenţă nativ. Aceste două moduri de operare sunt noi faţă de circuitele integrate de tip punte existente. În special, modul de frecvenţă nativă este o inovaţie majoră care oferă beneficii substanţiale în ceea ce priveşte precizia şi eficienţa acţionării unui traductor ultrasonic în comparaţie cu dispozitivele convenţionale.

[0461] Mod de frecvenţă forţată (FFM)

[0462] În modul de frecvenţă forţată, puntea H 334 este controlată în secvenţa descrisă mai sus, dar la o frecvenţă selectabilă de către utilizator. Prin urmare, tranzistoarele punţii H T1-T4 sunt controlate într-un mod forţat, indiferent de frecvenţa de rezonanţă inerentă a traductorului ultrasonic 215 pentru a comuta tensiunea de ieşire pe traductorul ultrasonic 215. Prin urmare, modul de frecvenţă forţată permite punţii H 334 să acţioneze traductorul ultrasonic 215, care are o frecvenţă de rezonanţă f1, la o frecvenţă diferită f2.

[0463] Acţionarea unui traductor ultrasonic la o frecvenţă diferită de frecvenţa sa de rezonanţă poate fi adecvată pentru a adapta operaţiunea la diferite aplicaţii. De exemplu, poate fi adecvat să se acţioneze un traductor ultrasonic la o frecvenţă care este uşor în afara frecvenţei de rezonanţă (din motive mecanice, pentru a preveni deteriorarea mecanică a traductorului). În mod alternativ, poate fi adecvat să se acţioneze un traductor ultrasonic la o frecvenţă scăzută, dar traductorul ultrasonic are, datorită dimensiunii sale, o frecvenţă de rezonanţă nativă diferită.

[0464] Dispozitivul de acţionare 202 controlează circuitul integrat punte 301 pentru a acţiona traductorul ultrasonic 215 în modul de frecvenţă forţată ca răspuns la configuraţia dispozitivului de acţionare 202 pentru o anumită aplicaţie sau un anumit traductor ultrasonic. De exemplu, dispozitivul de acţionare 202 poate fi configurat să funcţioneze în modul de frecvenţă forţată atunci când dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat 200 este utilizat pentru o anumită aplicaţie, cum ar fi generarea de lichid pulverizat dintr-un lichid cu o anumită viscozitate care conţine un medicament administrat unui utilizator.

[0465] Mod de frecvenţă nativă (NFM)

[0466] Următorul mod de funcţionare cu frecvenţă nativă este o evoluţie semnificativă şi oferă beneficii în îmbunătăţirea preciziei şi eficienţei faţă de driverele ultrasonice convenţionale, care sunt disponibile astăzi pe piaţa CI.

[0467] Modul de funcţionare cu frecvenţă nativă urmează aceeaşi secvenţă de comutare ca aceea descrisă mai sus, dar sincronizarea porţiunii de ieşire zero a secvenţei este ajustată pentru a minimiza sau a evita problemele care pot apărea din cauza impulsurilor de curent în funcţionarea modului de frecvenţă forţată. Aceste impulsuri de curent apar atunci când tensiunea pe traductorul ultrasonic 215 este comutată la polaritatea sa de tensiune opusă. Un traductor ultrasonic care cuprinde un cristal piezoelectric are un circuit electric echivalent care încorporează un condensator conectat paralel (de exemplu, a se vedea modelul piezo din Figura 77). În cazul în care tensiunea pe traductorul ultrasonic este comutată forţat de la o tensiune pozitivă la o tensiune negativă, din cauza dV/dt ridicat poate exista un flux mare de curent pe măsură ce energia stocată în condensator se disipează.

[0468] Modul de frecvenţă nativă evită comutarea forţată a tensiunii pe traductorul ultrasonic 215 de la o tensiune pozitivă la o tensiune negativă (şi invers). În schimb, înainte de aplicarea tensiunii inversate, traductorul ultrasonic 215 (cristal piezoelectric) este lăsat să varieze liber, cu tensiune zero aplicată la terminalele sale într-o perioadă de variaţie liberă. PMIC 300 setează frecvenţa de acţionare a punţii IC 301 astfel încât puntea 334 stabileşte perioada de variaţie liberă astfel încât fluxul de curent din interiorul traductorului ultrasonic 215 (datorită energiei stocate în cristalul piezoelectric) inversează tensiunea pe terminalele traductorului ultrasonic 215 în perioada de variaţie liberă.

[0469] Prin urmare, când puntea H 334 aplică tensiunea negativă la terminalele traductorului ultrasonic 215, traductorul ultrasonic 215 (condensatorul din circuitul echivalent) a fost deja încărcat invers şi nu apar impulsuri de curent, deoarece nu există dV/dt ridicat.

[0470] Cu toate acestea, trebuie apreciat faptul că este nevoie de timp pentru ca încărcarea din traductorul ultrasonic 215 (cristal piezoelectric) să se acumuleze când traductorul ultrasonic 215 este activat prima dată. Prin urmare, situaţia ideală în care energia din traductorul ultrasonic 215 este de a inversa tensiunea în perioada de variaţie liberă are loc numai după ce oscilaţia din interiorul traductorului ultrasonic 215 a acumulat încărcarea. Pentru a se adapta la această situaţie, atunci când puntea IC 301 activează traductorul ultrasonic 215 prima dată, PMIC 300 controlează puterea livrată prin puntea H 334 către traductorul ultrasonic 215 la o primă valoare care este o valoare scăzută (de exemplu, 5 V). PMIC 300 controlează apoi puterea livrată prin puntea H 334 către traductorul ultrasonic 215 pentru a creşte într-o perioadă de timp la o a doua valoare (de exemplu, 15 V) care este mai mare decât prima valoare pentru a construi energia stocată în traductorul ultrasonic 215. Impulsurile de curent apar încă în timpul acestei creşteri a oscilaţiei până când curentul din interiorul traductorului ultrasonic 215 s-a dezvoltat suficient. Cu toate acestea, prin utilizarea unei prime tensiuni scăzute la pornire, aceste impulsuri de curent sunt menţinute suficient de scăzute pentru a minimiza impactul asupra funcţionării traductorului ultrasonic 215.

[0471] Pentru a implementa modul de frecvenţă nativă, dispozitivul de acţionare 202 controlează cu o precizie ridicată frecvenţa oscilatorului 315 şi ciclul de funcţionare (raportul dintre timpul de pornire şi timpul de variaţie liberă) al ieşirii semnalului de acţionare de la puntea H 334. În acest exemplu, dispozitivul de acţionare 202 efectuează trei bucle de comandă pentru a regla frecvenţa oscilatorului şi ciclul de funcţionare astfel încât inversarea tensiunii la terminalele traductorului ultrasonic 215 să fie cât mai precisă posibil şi impulsurile de curent să fie minimizate sau evitate pe cât posibil. Comanda precisă a oscilatorului şi a ciclului de funcţionare utilizând buclele de comandă reprezintă un progres semnificativ în domeniul dispozitivelor de acţionare ultrasonice CI.

[0472] În timpul modului de funcţionare de frecvenţă nativă, senzorul de curent 335 detectează curentul care curge prin traductorul ultrasonic 215 (circuit rezonant) în perioada de variaţie liberă. Automatul de stări digital 337 adaptează semnalele de sincronizare pentru a porni fie primul comutator T1, fie al doilea comutator T2 atunci când senzorul de curent 335 detectează că respectivul curent care trece prin traductorul ultrasonic 215 (circuit rezonant) în perioada de variaţie liberă este zero.

[0473] Figura 79 din ilustraţiile însoţitoare prezintă forma de undă a tensiunii oscilatorului 347 (V(osc)), o formă de undă de comutare 348 care rezultă din pornirea şi oprirea comutatorului superior din partea stângă T1 a punţii H 334 şi o formă de undă de comutare 349 care rezultă din pornirea şi oprirea comutatorului superior din partea dreaptă T2 a punţii H 334. Într-o perioadă intermediară de variaţie liberă 350, ambele comutatoare înalte T1, T2 ale punţii H 334 sunt oprite (faza de variaţie liberă). Durata perioadei de variaţie liberă 350 este controlată de mărimea tensiunii de control a variaţiei libere 351 (Vphioff).

[0474] Figura 80 din ilustraţiile însoţitoare arată forma de undă a tensiunii 352 la un prim terminal al traductorului ultrasonic 215 (forma de undă a tensiunii este inversată la cel de-al doilea terminal al traductorului ultrasonic 215) şi curentul piezo 353 care trece prin traductorul ultrasonic 215. Curentul piezo 353 reprezintă o formă de undă sinusoidală (aproape) ideală (acest lucru nu este niciodată posibil în modul de frecvenţă forţată sau în orice punte de pe piaţa CI).

[0475] Înainte ca unda sinusoidală a curentului piezo 353 să ajungă la zero, comutatorul înalt din partea stângă Ti al punţii H 334 este oprit (aici, comutatorul Ti este oprit când curentul piezo 353 este de aproximativ 6 A). Curentul piezo rămas 353 care circulă în traductorul ultrasonic 215 datorită energiei stocate în traductorul ultrasonic 215 (condensatorul circuitului echivalent piezo) este responsabil pentru inversarea tensiunii în perioada de variaţie liberă 350. Curentul piezo 353 se descompune la zero în timpul perioadei de plutire liberă 350 şi în domeniul fluxului de curent negativ ulterior. Tensiunea terminală la traductorul ultrasonic 215 scade de la tensiunea de alimentare (în acest caz 19 V) la mai puţin de 2 V şi căderea se opreşte atunci când curentul piezo 353 ajunge la zero. Acesta este momentul perfect pentru a porni comutatorul lateral jos T3 al punţii H 334 pentru a minimiza sau a evita impulsurile de curent.

[0476] Comparativ cu modul de frecvenţă forţată descris mai sus, modul de frecvenţă nativ are cel puţin trei avantaje:

1.

Impulsul de curent actual asociat cu comutarea dură a condensatorului de pachet este redus semnificativ sau evitat complet.

2.

Pierderea de putere din cauza comutării forţate este aproape eliminată.

3.

Frecvenţa este reglată de buclele de control şi va fi menţinută aproape de rezonanţa cristalului piezo (respectiv frecvenţa de rezonanţă nativă a cristalului piezo).

[0478] În cazul reglării frecvenţei de către buclele de control (avantajul 3 de mai sus), PMIC 300 porneşte prin controlul punţii IC 301 pentru a acţiona traductorul ultrasonic 215 la o frecvenţă mai mare decât rezonanţa cristalului piezo. PMIC 300 controlează apoi puntea IC 301 astfel încât frecvenţa semnalului de acţionare c.a. să scadă/să se reducă în timpul pornirii. De îndată ce frecvenţa se apropie de frecvenţa de rezonanţă a cristalului piezo, curentul piezo se va dezvolta/va creşte rapid. Când curentul piezo este suficient de mare pentru a provoca inversarea dorită a tensiunii, degradarea/reducerea frecvenţei este oprită de PMIC 300. Buclele de control ale PMIC 300 preiau apoi reglarea frecvenţei şi a ciclului de funcţionare a semnalului de acţionare c.a..

[0479] În modul de frecvenţă forţată, puterea furnizată traductorului ultrasonic 215 este controlată prin ciclul de funcţionare şi/sau printr-o deplasare a frecvenţei şi/sau prin varierea tensiunii de alimentare. Cu toate acestea, în acest exemplu, în modul de frecvenţă nativă, puterea furnizată traductorului ultrasonic 215 este controlată numai prin tensiunea de alimentare.

[0480] În acest exemplu, în timpul unei faze de configurare a funcţionării dispozitivului de acţionare, IC punte 301 este configurat pentru a măsura durata necesară pentru ca respectivul curent care trece prin traductorul ultrasonic 215 (circuit rezonant) să scadă la zero atunci când primul comutator Ti şi al doilea comutator T2 sunt oprite şi al treilea comutator T3 şi al patrulea comutator T4 sunt pornite. Puntea IC 301 stabileşte apoi durata perioadei de plutire liberă ca fiind egală cu durata de timp măsurată.

[0481] Referindu-ne acum la Figura 81 din ilustraţiile însoţitoare, PMIC 300 şi IC punte 301 din acest exemplu sunt proiectate să funcţioneze împreună ca un set de cipuri însoţitoare. PMIC 300 şi puntea IC 301 sunt conectate împreună electric pentru a comunica unul cu celălalt. În acest exemplu, există interconexiuni între PMIC 300 şi puntea IC 301 care permit următoarele două categorii de comunicaţii:

1.

semnale de control

2.

semnale de feedback

[0483] Conexiunile dintre pinii PHASE_A şi PHASE_B ai PMIC 300 şi puntea IC 301 transportă semnalele de control modulate PWM care acţionează puntea H 334. Conexiunea dintre pinii de EN_BR ai PMIC 300 şi puntea IC 301 transmit semnalul de control al EN_BR care declanşează pornirea punţii H 334. Sincronizarea între semnalele de control PHASE_A, PHASE_B şi EN_BR este importantă şi gestionată de controlul punţii digitale al PMIC 300.

[0484] Conexiunile dintre pinii CS, OC şi OT ai PMIC 300 şi puntea IC 301 transmit semnale de feedback CS (sensul curentului), OC (curentul excedentar) şi OT (temperatura excedentară) de la puntea IC 301 înapoi la PMIC 300. În special, semnalul de feedback CS (sensul curentului) cuprinde o tensiune echivalentă cu curentul rms care trece prin traductorul ultrasonic 215, care este măsurat de senzorul de curent 335 al punţii IC 301.

[0485] Semnalele de feedback OC (curent excedentar) şi OT (temperatură excedentară) sunt semnale digitale care indică faptul că a fost detectat fie un eveniment de curent excedentar, fie un eveniment de tensiune excedentară de către puntea IC 301. În acest exemplu, pragurile pentru curentul excedentar şi temperatura excedentară sunt stabilite cu o rezistenţă externă. În mod alternativ, pragurile pot fi, de asemenea, setate dinamic ca răspuns la semnalele transmise către pinul de OC_REF al punţii IC 301 de la unul dintre cele două canale DAC VDAC0, VDAC1 de la PMIC 300.

[0486] În acest exemplu, proiectarea PMIC 300 şi a punţii IC 301 permite ca pinii acestor două circuite integrate să fie conectaţi în mod direct unul la celălalt (de exemplu, prin linii de cupru pe un PCB), astfel încât să existe o întârziere minimă sau să nu existe nicio întârziere în comunicarea semnalelor între PMIC 300 şi puntea IC 301. Acest lucru oferă un avantaj semnificativ de viteză faţă de podurile convenţionale de pe piaţa circuitelor integrate, care sunt de obicei controlate de semnale prin intermediul unei magistrale de comunicaţii digitale. De exemplu, o magistrală I2C standard este programată la numai 400 kHz, prea lent pentru comunicarea datelor eşantionate la viteze mari de ceas de până la 5 MHz din exemplele prezentei dezvăluiri.

[0487] Deşi exemplele prezentei dezvăluiri au fost descrise mai sus în legătură cu hardware-ul microcipului, este de apreciat că alte exemple ale acestei dezvăluiri cuprind o metodă de operare a componentelor şi subsistemelor fiecărui microcip pentru a îndeplini funcţiile descrise aici. De exemplu, metodele de operare a PMIC 300 şi a circuitului integrat 301 fie în modul de frecvenţă forţată, fie în modul de frecvenţă nativă.

[0488] Referindu-ne acum la Figura 82 din ilustraţiile însoţitoare, OTP IC 242 cuprinde un circuit de resetare de pornire (POR) 354, o referinţă de distanţă a benzii (BG) 355, un regulator de scădere scăzută fără prag (LDO) 356, o interfaţă de comunicaţii (de exemplu, I2C) 357, o bancă de memorie programabilă de unică folosinţă (eFuse) 358, un oscilator 359 şi o interfaţă de intrare-ieşire de uz general 360. OTP IC 242 cuprinde, de asemenea, un nucleu digital 361 care include un autentificator criptografic. În acest exemplu, autentificatorul criptografic utilizează Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) pentru criptarea/decriptarea datelor stocate în OTP IC 242, precum şi a datelor transmise către şi de la OTP IC 242.

[0489] POR 354 asigură pornirea corectă a circuitului integrat OTP 242 numai dacă tensiunea de alimentare se încadrează într-un interval prestabilit. Dacă tensiunea de alimentare este în afara intervalului prestabilit, POR 354 resetează OTP IC 242 şi aşteaptă până când tensiunea de alimentare se încadrează în intervalul predeterminat.

[0490] BG 355 furnizează tensiuni şi curenţi de referinţă precişi la LDO 356 şi la oscilatorul 359. LDO 356 furnizează nucleul digital 361, interfaţa de comunicaţie 357 şi banca de memorie eFuse 358.

[0491] OTP IC 242 este configurat să funcţioneze în cel puţin următoarele moduri:

•

programarea siguranţelor: În timpul programării efuse (programarea memoriei programabile o singură dată) este necesar un curent mare pentru a arde siguranţele relevante din banca de memorie eFuse 358. În acest mod, sunt furnizaţi curenţi de polarizare mai mari pentru a menţine avansul şi lăţimea de bandă a buclei de reglare.

•

citirea siguranţelor: În acest mod, este necesar un curent de nivel mediu pentru a menţine citirea siguranţei în banca de memorie eFuse 358. Acest mod este executat la pornirea OTP IC 242 pentru a transfera conţinutul siguranţelor în registrele de umbră. În acest mod, avansul şi lăţimea de bandă a buclei de reglare sunt setate la o valoare mai mică decât în modul Fusing.

•

funcţionare normală: În acest mod, LDO 356 este acţionat într-o stare de curent de polarizare foarte scăzut pentru a opera OTP IC 242 cu o putere redusă, astfel încât OTP IC 242 să consume cât mai puţină energie posibilă.

[0493] Oscilatorul 359 furnizează ceasul necesar pentru nucleul digital/motorul 361 în timpul testării (Test SCAN), în timpul programării siguranţelor şi în timpul funcţionării normale. Oscilatorul 359 este redus pentru a face faţă cerinţelor stricte de temporizare în timpul modului de fuziune.

[0494] În acest exemplu, interfaţa de comunicaţie 357 este conformă cu specificaţia FM+ a standardului I2C, dar respectă şi modul lent şi rapid. Circuitul integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă 242 utilizează interfaţa de comunicaţii 357 pentru a comunica cu dispozitivul de acţionare 202 (gazda) pentru schimbul de date şi chei.

[0495] Nucleul digital 361 implementează funcţionalitatea de control şi comunicare a OTP IC 242. Autentificatorul criptografic al nucleului digital 361 permite circuitului integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă 242 să se autentifice (de exemplu, folosind mesaje criptate ECDSA) cu dispozitivul de acţionare 202 (de exemplu, pentru o anumită aplicaţie) pentru a se asigura că respectivul circuit integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă 242 este autentic şi că respectivul circuit integrat al dispozitivului programabil de unică folosinţă 242 este autorizat să se conecteze la dispozitivul de acţionare 202 (sau un alt produs).

[0496] În ceea ce priveşte Figura 83 din ilustraţiile însoţitoare, OTP IC 242 efectuează următoarea procedură PKI pentru a autentifica OTP IC 242 pentru a fi utilizat cu o gazdă (de exemplu, dispozitivul de acţionare 202):

1.

Verificarea cheii publice a semnatarului: Gazda solicită cheia publică de fabricaţie şi certificatul. Gazda verifică certificatul cu cheia publică a autorităţii.

2.

Verificarea cheii publice a dispozitivului: Dacă verificarea reuşeşte, gazda solicită cheia publică a dispozitivului şi certificatul. Gazda verifică certificatul cu cheia publică de fabricaţie.

3.

Testare - Răspuns: Dacă verificarea are succes, gazda creează o testare cu numere aleatorii şi o trimite dispozitivului. Produsul final semnează testarea numărului aleatoriu cu cheia privată a dispozitivului.

4.

Semnătura este trimisă înapoi gazdei pentru verificare utilizând cheia publică a dispozitivului.

[0498] Dacă toţi paşii procedurii de autentificare se finalizează cu succes, atunci lanţul de încredere a fost verificat înapoi la rădăcina încrederii şi OTP IC 242 este autentificat cu succes pentru a fi utilizat cu gazda. Cu toate acestea, dacă oricare dintre etapele procedurii de autentificare eşuează, atunci IC OTP 242 nu este autentificat pentru utilizare cu gazda şi utilizarea dispozitivului care încorporează IC OTP 242 este restricţionată sau împiedicată.

[0499] În acest exemplu, dispozitivul de acţionare cuprinde un dispozitiv de acţionare cu curent alternativ pentru conversia unei tensiuni de la baterie într-un semnal de acţionare cu curent alternativ la o frecvenţă predeterminată pentru a acţiona traductorul ultrasonic.

[0500] Dispozitivul de acţionare cuprinde o dispunere de monitorizare a puterii active pentru monitorizarea puterii active utilizate de traductorul ultrasonic (după cum este descris mai sus) atunci când traductorul ultrasonic este acţionat de semnalul de acţionare c.a.. Dispunerea de monitorizare a puterii active oferă un semnal de monitorizare care indică o putere activă utilizată de traductorul ultrasonic.

[0501] Procesorul din dispozitivul de acţionare controlează dispozitivul de acţionare cu curent alternativ şi primeşte unitatea de semnal de monitorizare de la sistemul de monitorizare activă a puterii.

[0502] Memoria dispozitivului de acţionare stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul:

A.

să comande dispozitivul de acţionare cu curent alternativ pentru a emite un semnal de acţionare cu curent alternativ la traductorul ultrasonic la o frecvenţă de baleiaj predeterminată;

B.

să calculeze puterea activă utilizată de traductorul ultrasonic pe baza semnalului de monitorizare;

C.

să controleze dispozitivul de acţionare cu curent alternativ pentru a modula semnalul de acţionare cu curent alternativ pentru a maximiza puterea activă utilizată de traductorul ultrasonic;

D.

să stocheze o înregistrare în memoria puterii active maxime utilizate de traductorul ultrasonic şi frecvenţa de baleiaj a semnalului de acţionare cu curent alternativ;

E.

să repete etapele A-D pentru un număr predeterminat de iteraţii cu creşterea sau descreşterea frecvenţei de baleiaj cu fiecare iteraţie, astfel încât, după ce a avut loc numărul predeterminat de iteraţii, frecvenţa de baleiaj să fi fost crescută sau scăzută de la o frecvenţă de baleiaj iniţială la o frecvenţă de baleiaj finală;

F.

să identifice din înregistrările stocate în memorie frecvenţa optimă pentru semnalul de acţionare cu curent alternativ, care este frecvenţa de baleiaj a semnalului de acţionare cu curent alternativ la care este utilizată o putere activă maximă de către traductorul ultrasonic; şi

G.

să controleze dispozitivul de acţionare cu curent alternativ pentru a emite un semnal de acţionare cu curent alternativ către traductorul ultrasonic la frecvenţa optimă pentru a acţiona traductorul ultrasonic pentru a atomiza un lichid.

[0504] În unele exemple, dispunerea de monitorizare a puterii active cuprinde o dispunere de detectare a curentului pentru detectarea unui curent de acţionare a semnalului de acţionare cu curent alternativ care acţionează traductorul ultrasonic, în care dispunerea de monitorizare a puterii active transmite un semnal de monitorizare care arată curentul de acţionare detectat.

[0505] În unele exemple, dispunerea de detectare a curentului cuprinde un convertor analog-digital care converteşte curentul de acţionare detectat într-un semnal digital pentru a fi procesat de către procesor.

[0506] În unele exemple, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul: să repete etapele A-D de mai sus, frecvenţa de baleiaj fiind crescută în mod gradual de la o frecvenţă iniţială de 2900 kHz la o frecvenţă de baleiaj finală de 2960 kHz.

[0507] În unele exemple, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul: să repete etapele A-D de mai sus, frecvenţa de baleiaj fiind crescută în mod gradual de la o frecvenţă iniţială de 2900 kHz la o frecvenţă de baleiaj finală de 3100 kHz.

[0508] În unele exemple, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul: în etapa G, să controleze dispozitivul de acţionare cu curent alternativ să emită un semnal de acţionare cu curent alternativ către traductorul ultrasonic la o frecvenţă care este modificată cu o deplasare predeterminată de la frecvenţa optimă.

[0509] În unele exemple, deplasarea predeterminată este între 1 şi 10 % din frecvenţa optimă.

2.

Secţiunea de comandă şi informaţii (CI)

[0511] Secţiunea Comandă şi informaţii cuprinde un EEPROM extern pentru stocarea datelor, leduri pentru indicaţiile utilizatorului, un senzor de presiune pentru detectarea fluxului de aer şi un microcontroler compatibil cu Bluetooth cu consum redus de energie pentru monitorizarea şi gestionarea constantă a secţiunii de aerosolizare.

[0512] Senzorul de presiune utilizat în dispozitiv are două scopuri. Primul scop este de a preveni pornirea nedorită şi accidentală a motorului sonic (acţionând traductorul ultrasonic). Această funcţionalitate este implementată în dispunerea de procesare a dispozitivului, dar optimizată pentru putere redusă, pentru a măsura în mod constant parametrii de mediu, precum temperatura şi presiunea ambiantă, cu compensare internă şi setare de referinţă, pentru a detecta şi clasifica în mod precis ceea ce se numeşte o inhalare reală.

[0513] Spre deosebire de toate celelalte dispozitive de inhalare a lichidului pulverizat, această soluţie utilizează puterea unui microcontroler pentru a permite utilizarea unui singur senzor.

[0514] Al doilea scop al senzorului de presiune este de a putea monitoriza nu numai durata exactă a inhalărilor de către utilizator pentru măsurarea precisă a volumului de inhalare, ci şi de a putea determina puterea inhalării utilizatorului, ceea ce reprezintă informaţii critice în afecţiunile medicale, atât pentru prescrierea adecvată, cât şi pentru monitorizarea sănătăţii. În general, suntem capabili să trasăm complet profilul de presiune al fiecărei inhalări şi să anticipăm sfârşitul unei inhalări, atât pentru optimizarea aerosolizării, cât şi pentru înţelegerea comportamentului datelor medicale.

[0515] Acest lucru a fost posibil cu ajutorul unui microcontroler Bluetooth™ cu consum redus de energie. Într-adevăr, aceasta permite setării să ofere timpi de inhalare extrem de precişi, aerosolizare optimizată, să monitorizeze numeroşi parametri pentru a garanta aerosolizarea sigură şi pentru a împiedica utilizarea unor lichide pentru dispozitive electronice sau a unor camere cu aerosoli contrafăcute şi pentru a proteja atât dispozitivul împotriva riscurilor de supraîncălzire, cât şi utilizatorul împotriva aerosolizării excesive dintr-o singură utilizare, spre deosebire de alte produse de pe piaţă.

[0516] Utilizarea microcontrolerului Bluetooth cu consum redus de energie permite actualizarea fără fir pentru a oferi în mod continuu software îmbunătăţit utilizatorilor pe baza colectării de date anonimizate şi a AI instruit pentru modelarea discului ceramic piezoelectric.

3.

Secţiunea de gestionare a puterii (PM)

[0518] Secţiunea de gestionare a puterii este constituită din calea bateriei LiPo de 3,7 V către un regulator de cădere scăzută care alimentează secţiunea Comandă şi informaţii şi un sistem de gestionare a bateriei care oferă un nivel ridicat de protecţie şi încărcare a bateriei interne LiPo.

[0519] Componentele din această secţiune au fost selectate cu atenţie şi temeinic pentru a putea oferi un astfel de dispozitiv integrat şi compact, oferind în acelaşi timp o putere mare secţiunii de sonicare şi asigurând o alimentare constantă a secţiunii Comandă şi informaţii.

[0520] Într-adevăr, atunci când se asigură o putere mare secţiunii cu aerosolizare de la o baterie LiPo de 3,7 V, tensiunea de alimentare variază foarte mult în timpul funcţionării. Fără un regulator de scădere scăzută, secţiunea Comandă şi informaţii nu ar putea fi alimentată cu o sursă constantă obligatorie atunci când tensiunea bateriei scade până la 0,3 V peste valorile minime ale componentelor din această secţiune, motiv pentru care regulatorul de scădere scăzută joacă un rol esenţial aici. O pierdere în secţiunea Cl ar perturba sau chiar opri funcţionarea întregului dispozitiv.

[0521] Acesta este motivul pentru care selecţia atentă a componentelor nu numai că asigură o fiabilitate ridicată a dispozitivului, ci îi permite să funcţioneze în condiţii dificile şi o perioadă mai lungă de timp în mod consecutiv între reîncărcări.

[0522] Aerosolizare controlată

[0523] Dispozitivul este o soluţie de aerosolizare precisă, fiabilă şi sigură pentru prescrierea medicală şi utilizarea zilnică de către clienţi şi, ca atare, trebuie să asigure o aerosolizare controlată şi de încredere.

[0524] Acest aspect se realizează printr-o metodă internă care poate fi împărţită în mai multe secţiuni, după cum urmează:

1.

Sonicare

[0526] Pentru a asigura o aerosolizare optimă, traductorul ultrasonic (discul ceramic piezoelectric) trebuie să vibreze în cel mai eficient mod.

[0527] Frecvenţă

[0528] Proprietăţile electromecanice ale materialului ceramic piezoelectric indică că respectiva componentă are cea mai mare eficienţă la frecvenţa de rezonanţă. De asemenea, vibrarea unui PZT la rezonanţă pentru o durată lungă de timp se va încheia inevitabil cu defectarea şi ruperea componentei, ceea ce face ca respectiva cameră de aerosoli să fie inutilizabilă.

[0529] Un alt aspect important de luat în considerare atunci când se utilizează materiale piezoelectrice este variabilitatea inerentă în timpul fabricării şi variabilitatea acesteia în funcţie de temperatură şi durata de funcţionare.

[0530] Rezonarea unui PZT la 3 MHz pentru a crea picături de o dimensiune <1 um necesită o metodă adaptivă pentru a localiza şi ţinti „punctul optim» al PZT special în interiorul fiecărei camere pentru aerosoli utilizate cu dispozitivul pentru fiecare inhalare.

[0531] Baleiaj

[0532] Deoarece dispozitivul trebuie să localizeze „punctul optim» pentru fiecare inhalare şi din cauza utilizării excesive, temperatura discului ceramic piezoelectric variază, deoarece dispozitivul utilizează o metodă internă de baleiaj dublu.

[0533] Primul baleiaj este utilizat atunci când dispozitivul nu a fost utilizat cu o anumită cameră pentru aerosoli un timp considerat suficient pentru ca întreaga disipare termică să aibă loc şi pentru ca discul ceramic piezoelectric să se răcească la „temperatura implicită». Această procedură se mai numeşte şi pornire la rece. În timpul acestei proceduri, PZT are nevoie de un impuls pentru a produce aerosolul necesar. Acest proces se realizează doar prin parcurgerea unui mic subset de frecvenţe între 2.900 kHz şi 2.960 kHz care, luând în considerare studii şi experimente ample, acoperă punctul de rezonanţă.

[0534] Pentru fiecare frecvenţă din acest interval, motorul sonic este activat şi curentul care trece prin PZT este monitorizat în mod activ şi stocat de microcontroler printr-un convertor analogic-digital (ADC) şi convertit înapoi în curent pentru a putea deduce cu precizie puterea utilizată de PZT.

[0535] Acest proces generează profilul la rece al acestui PZT în ceea ce priveşte frecvenţa, iar frecvenţa utilizată pe tot parcursul inhalării este cea care utilizează cea mai mare frecvenţă, respectiv cea mai mică frecvenţă de impedanţă.

[0536] Al doilea baleiaj se efectuează în timpul oricărei inhalări ulterioare şi acoperă întreaga gamă de frecvenţe între 2.900 kHz şi 3.100 kHz datorită modificării profilului PZT în ceea ce priveşte temperatura şi deformarea. Acest profil la cald este utilizat pentru a determina schimbarea de aplicat.

[0537] Schimbare

[0538] Deoarece aerosolizarea trebuie să fie optimă, schimbarea nu este utilizată în timpul inhalării la rece şi, prin urmare, discul ceramic piezoelectric va vibra la frecvenţa rezonantă. Acest lucru se poate întâmpla doar pentru o durată scurtă şi nerepetată de timp, altfel PZT s-ar rupe în mod inevitabil.

[0539] Cu toate acestea, schimbarea este utilizată în timpul majorităţii inhalărilor ca o modalitate de a viza în continuare o frecvenţă de impedanţă scăzută, rezultând astfel o funcţionare cvasi-optimă a PZT, protejându-l în acelaşi timp împotriva defecţiunilor.

[0540] Deoarece profilurile la cald şi la rece sunt stocate în timpul inhalării, microcontrolerul poate selecta apoi frecvenţa schimbată adecvată în funcţie de valorile măsurate ale curentului prin PZT în timpul baleiajului şi poate asigura o funcţionare mecanică sigură.

[0541] Alegerea direcţiei de deplasare este crucială, deoarece componenta piezoelectrică se comportă într-un mod diferit dacă se află în afara frecvenţei rezonante duplet/anti-rezonante sau în interiorul acestui interval. Schimbarea selectată ar trebui să fie întotdeauna în acest interval definit de frecvenţe rezonante până la anti-rezonante, deoarece PZT este inductiv şi nu capacitiv.

[0542] În cele din urmă, procentul de schimbare este menţinut sub 10 % pentru a rămâne în continuare aproape de cea mai mică impedanţă, dar suficient de departe de rezonanţă.

[0543] Ajustare

[0544] Datorită naturii intrinseci a PZT, fiecare inhalare este diferită. Numeroşi parametri, alţii decât elementul piezoelectric, influenţează rezultatul inhalării, cum ar fi cantitatea de lichid pentru dispozitive electronice rămasă în interiorul camerei pentru aerosoli, starea de fitil a tifonului sau nivelul bateriei dispozitivului.

[0545] În acest moment, dispozitivul monitorizează permanent curentul utilizat de discul ceramic piezoelectric în interiorul camerei pentru aerosoli, iar microcontrolerul reglează în mod constant parametrii, precum frecvenţa şi ciclul de funcţionare, pentru a oferi camerei pentru aerosoli cea mai stabilă putere posibilă într-un interval predefinit care respectă studiile şi rezultatele experimentale pentru o aerosolizare cât mai sigură.

[0546] Monitorizarea bateriei

[0547] Pentru a asigura o tensiune a curentului alternativ de 15 V şi pentru a menţine un curent în interiorul discului ceramic piezoelectric în jurul valorii de 2,5 A, curentul extras din baterie ajunge la aproximativ 7-8 amperi, ceea ce, la rândul său, duce la o scădere a tensiunii bateriei. Orice baterie LiPo obişnuită nu ar susţine această resursă solicitantă pe durata unei inhalări care poate depăşi 6s.

[0548] Acesta este motivul pentru care este dezvoltată o baterie LiPo personalizată care poate gestiona aproximativ 11 amperi, ceea ce este cu 50 % mai mult decât valoarea maximă permisă în discul ceramic piezoelectric în orice moment, fiind în acelaşi timp simplu de utilizat în dispozitivul portabil compact şi integrat.

[0549] Deoarece tensiunea bateriei scade şi variază foarte mult la activarea secţiunii de sonicare, microcontrolerul monitorizează în mod constant puterea utilizată de PZT în interiorul camerei cu aerosoli pentru a asigura o aerosolizare adecvată, dar şi sigură.

[0550] Deoarece cheia aerosolizării este comanda, dispozitivul se asigură mai întâi că secţiunea de Comandă şi informaţii a dispozitivului funcţionează întotdeauna şi nu se opreşte în detrimentul secţiunii de sonicare.

[0551] Acesta este motivul pentru care metoda de ajustare ţine cont şi de nivelul bateriei în timp real şi, dacă este necesar, modifică parametrii precum ciclul de funcţionare, pentru a menţine bateria la un nivel sigur, iar în cazul unei baterii descărcate înainte de a porni motorul sonic, secţiunea de comandă şi informaţii va împiedica activarea.

[0552] Controlul puterii

[0553] După cum s-a spus, cheia aerosolizării este comanda, iar metoda utilizată în dispozitiv este o funcţie multidimensională în timp real care ia în considerare profilul discului ceramic piezoelectric, curentul din interiorul discului ceramic piezoelectric şi nivelul bateriei dispozitivului în orice moment.

[0554] Toate acestea sunt realizabile numai datorită utilizării unui microcontroler care poate monitoriza şi controla fiecare element al dispozitivului pentru a produce o inhalare optimă.

1.

Controlul inhalării

[0556] Dispozitivul este un dispozitiv sigur şi confirmat de BNS (Broughton Nicotine Services), dar pentru a garanta siguranţa aerosolilor şi integritatea camerei pentru aerosoli şi a dispozitivului, fiecare inhalare trebuie controlată.

[0557] Durata inhalării

[0558] Pentru a reduce expunerea la carbonili şi alte componente toxice care ar putea rezulta din încălzirea lichidului pentru dispozitive electronice, durata maximă a unei inhalări este setată la 6 secunde, ceea ce asigură complet că expunerea la aceste componente este limitată.

[0559] Interval

[0560] Deoarece dispozitivul se bazează pe o componentă piezoelectrică, dispozitivul împiedică activarea secţiunii de sonicare în cazul în care se opreşte o inhalare. Întârzierea de siguranţă dintre două inhalări este adaptivă în funcţie de durata celei anterioare. Acest lucru permite tifonului să funcţioneze corect drept fitil înainte de următoarea activare.

[0561] Cu această funcţionare, dispozitivul poate funcţiona în siguranţă, iar aerosolizarea devine mai optimă, fără riscul ruperii elementului discului ceramic piezoelectric sau expunerea utilizatorului la componente toxice.

[0562] Conectivitate (BLE)

[0563] Secţiunea de control şi informaţii a dispozitivului este compusă dintr-un sistem de comunicaţii fără fir sub forma unui microcontroler compatibil Bluetooth cu consum redus de energie. Sistemul de comunicaţii fără fir este în comunicare cu procesorul dispozitivului şi este configurat pentru a transmite şi a primi date între dispozitivul de acţionare şi un dispozitiv de calcul, cum ar fi un smartphone.

[0564] Conectivitatea prin Bluetooth Low Energy la o aplicaţie mobilă însoţitoare asigură că este necesară doar o putere mică pentru această comunicare, permiţând astfel dispozitivului să rămână funcţional o perioadă mai lungă de timp dacă nu este utilizat deloc, în comparaţie cu soluţiile tradiţionale de conectivitate fără fir, cum ar fi Wi-Fi, Bluetooth clasic, GSM sau chiar LTE-M şi NB-IOT.

[0565] Cel mai important, această conectivitate este ceea ce permite OTP ca o caracteristică şi controlul complet şi siguranţa inhalărilor. Fiecare date de la frecvenţa de rezonanţă a unei inhalări la cea utilizată sau presiunea negativă creată de utilizator şi durata sunt stocate şi transferate prin BLE pentru analize ulterioare şi îmbunătăţiri ale software-ului încorporat.

[0566] În plus, toate aceste informaţii sunt esenţiale atunci când dispozitivul este utilizat în programe medicale, deoarece oferă medicilor şi utilizatorilor toate informaţiile referitoare la procesul de inhalare şi capacitatea de a urmări în timp real reţetele şi utilizarea.

[0567] În cele din urmă, această conectivitate permite actualizarea firmware-ului încorporat în interiorul dispozitivului şi fără fir (OTA), ceea ce garantează că versiunile cele mai recente pot fi întotdeauna implementate rapid. Acest lucru oferă o mare scalabilitate dispozitivului şi se asigură că dispozitivul poate fi întreţinut.

[0568] Colectarea datelor în scopuri clinice

[0569] Dispozitivul poate colecta date despre utilizator, cum ar fi numărul de inhalări şi durata inhalării, pentru a determina cantitatea totală de agent terapeutic consumată de utilizator într-o sesiune.

[0570] Aceste date pot fi interpretate de un algoritm care stabileşte limite de consum pentru fiecare perioadă de timp pe baza recomandărilor medicului.

[0571] Aceasta va permite administrarea unei doze terapeutice controlate de medicament către utilizator, care este controlată de un medic sau farmacist şi nu poate fi utilizată în mod abuziv de către utilizatorul final.

[0572] Medicul ar putea să reducă treptat dozele în timp într-o metodă controlată, care este sigură pentru utilizator.

[0573] Limitări ale inhalărilor

[0574] Procesul de cavitaţie ultrasonic are un impact semnificativ asupra concentraţiei de nicotină din lichidul pulverizat produs.

[0575] O limitare a dispozitivului la durate de inhalare mai mici de 7 secunde va limita expunerea utilizatorului la carbonili generaţi de obicei de sistemele electronice de administrare a nicotinei.

[0576] Pe baza rezultatelor experimentale ale Broughton Nicotine Services, după ce un utilizator efectuează 10 inhalări consecutive cu durate mai mici de 7 secunde, cantitatea totală de carbonili este < 2,67μg/10 inhalări (în medie: 1,43 μg/10 inhalări) pentru formaldehidă, < 0,87 μg/10 inhalări (medie: 0,50 μg/10 inhalări) pentru acetaldehidă, < 0,40 μg/10 inhalări (medie: 0,28 μg/10 inhalări) pentru propionaldehidă, < 0,16 μg/10 inhalări (medie: 0,16 μg/10 inhalări) pentru crotonaldehidă, < 0,19 μg/10 inhalări (medie: 0,17 μg/10 pufuri) pentru butiraldehidă, < 0,42 μg/10 inhalări (medie: 0,25 μg/10 inhalări) pentru diacetil, iar acetilpropionilul nu a fost detectat deloc în emisii după 10 inhalări consecutive cu durate mai mici de 7 secunde.

[0577] Deoarece aerosolizarea lichidului pentru dispozitive electronice se realizează prin acţiunea mecanică a discului piezoelectric şi nu prin încălzirea directă a lichidului, componentele individuale ale lichidului pentru dispozitive electronice (propilenglicol, glicerină vegetală, componente aromatizante etc.) rămân în mare parte intacte şi nu sunt descompuse în componente mai mici, dăunătoare, cum ar fi acroleina, acetaldehida, formaldehida etc. la viteza ridicată observată în ENDS tradiţionale.

[0578] Pentru a limita expunerea utilizatorului la carbonili în timpul utilizării dispozitivul ultrasonic, lungimea inhalării este limitată la maximum 6 secunde, astfel încât rezultatele de mai sus ar fi absolut cel mai rău scenariu în ceea ce priveşte expunerea.

[0579] Referindu-ne acum la Figurile 84 şi 85, atunci când capacul terminal 248 este montat pe carcasa dispozitivului de acţionare 246, carcasa dispozitivului de acţionare 246, fiind din aluminiu, acţionează ca o cuşcă Faraday, împiedicând dispozitivul să emită unde electromagnetice. Dispozitivul cu carcasa dispozitivului de acţionare 246 a fost testat din punct de vedere al compatibilităţii electromagnetice, iar testele au arătat că emisiile sunt mai mici de jumătate din limita permisă pentru dispozitive. Rezultatele testului privind compatibilitatea electromagnetică sunt prezentate în graficul din Figura 61.

[0580] Un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat din alte exemple ale prezentei dezvăluiri cuprinde majoritatea sau, preferabil, toate elementele dispozitivului generator de lichid pulverizat 200 descrise mai sus, dar cu memoria dispozitivului de acţionare 202 care stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, asigură o funcţionalitate suplimentară dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat.

[0581] Într-un exemplu, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat 200 cuprinde un dispozitiv de monitorizare a puterii active care încorporează un senzor de curent, precum senzorul de curent 335 descris mai sus, pentru detectarea unui curent de acţionare rms al semnalului de acţionare cu curent alternativ care acţionează traductorul ultrasonic 215. Sistemul de monitorizare a puterii active furnizează un semnal de monitorizare care arată curentul de acţionare detectat, aşa cum este descris mai sus.

[0582] Funcţionalitatea suplimentară a acestui exemplu permite dispozitivului de inhalare a lichidului pulverizat 200 să monitorizeze funcţionarea traductorului ultrasonic în timp ce traductorul ultrasonic este activat. Dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat 200 calculează o valoare a eficacităţii sau un indice de calitate, care arată cât de eficient funcţionează traductorul ultrasonic pentru a atomiza un lichid din dispozitiv. Dispozitivul utilizează valoarea eficacităţii pentru a calcula cantitatea reală a lichidului pulverizat care a fost generată pe durata activării traductorului ultrasonic.

[0583] După ce a fost calculată cantitatea efectivă de aerosoli, dispozitivul este configurat pentru a calcula cantitatea efectivă de agent terapeutic care a fost prezentă în aerosoli şi, prin urmare, cantitatea efectivă de agent terapeutic care a fost inhalată de un utilizator pe baza concentraţiei agentului terapeutic din lichid. Cunoaşterea cantităţii exacte a unui agent terapeutic care este administrat unui utilizator este deosebit de importantă atunci când dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat este utilizat ca parte a unui program de tratament terapeutic. Cunoaşterea cantităţii exacte de agent terapeutic care este administrată unui utilizator în timpul fiecărei inhalări permite programului de tratament terapeutic să funcţioneze mai precis şi mai eficient în comparaţie cu utilizarea unui dispozitiv convenţional care numără pur şi simplu numărul de inhalări, presupunându-se că fiecare inhalare administrează aceeaşi cantitate de agent terapeutic unui utilizator.

[0584] În practică, după cum este descris mai sus, există mulţi factori diferiţi care afectează funcţionarea unui traductor ultrasonic şi care au un impact asupra cantităţii de aerosoli generată de traductorul ultrasonic şi, prin urmare, cantitatea efectivă de agent terapeutic care este administrată unui utilizator.

[0585] De exemplu, dacă un traductor ultrasonic dintr-un dispozitiv de inhalare de lichid pulverizat nu funcţionează în mod optim din cauza unei încărcări scăzute a bateriei care reduce curentul care curge prin traductorul ultrasonic, se va genera o cantitate mai mică de lichid pulverizat şi o cantitate mai mică de agent terapeutic va fi administrată unui utilizator în comparaţie cu cazul în care dispozitivul ar funcţiona în mod optim. Dispozitivul poate permite astfel un număr mai mare de inhalări pentru un utilizator pentru a administra utilizatorului o cantitate stabilită de agent terapeutic într-o anumită perioadă de timp, comparativ cu numărul de inhalări care ar fi permis dacă traductorul ultrasonic ar funcţiona în mod optim. Aceasta permite programului de tratament terapeutic să funcţioneze mai eficient şi mai precis în comparaţie cu un program convenţional care se bazează pe utilizarea unui dispozitiv care pur şi simplu numără şi restricţionează numărul de inhalări administrate unui utilizator.

[0586] Configuraţia dispozitivului de inhalare a lichidului pulverizat şi o metodă de generare a lichidului pulverizat utilizând dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat din câteva exemple vor fi descrise în detaliu mai jos.

[0587] În acest exemplu, dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat încorporează componentele dispozitivului de inhalare a lichidului pulverizat 200 descrise mai sus, dar memoria dispozitivului de acţionare 202 stochează în plus instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să activeze dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 200 într-o primă perioadă de timp predeterminată. După cum s-a descris mai sus, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat este activat prin acţionarea traductorului ultrasonic 215 în dispozitivul de generare a lichidului pulverizat 200 cu semnalul de acţionare c.a., astfel încât traductorul ultrasonic 215 să atomizeze lichidul transportat de elementul capilar 222.

[0588] Instrucţiunile executate determină procesorul să detecteze, folosind un senzor de curent, în mod periodic, în prima perioadă de timp predeterminată, curentul semnalului de acţionare c.a. care curge prin traductorul ultrasonic 215 şi stochează valorile actuale măsurate în mod periodic în memorie.

[0589] Instrucţiunile executate determină procesorul să calculeze o valoare a eficacităţii utilizând valorile actuale stocate în memorie. Valoarea eficacităţii indică eficacitatea funcţionării traductorului ultrasonic la atomizarea lichidului. Într-un exemplu, instrucţiunile executate determină procesorul să calculeze valoarea eficacităţii folosind această ecuaţie:

[0590]

[0591] unde:

[0592] QI este valoarea eficacităţii,

[0593] QF is este o valoare de sub-eficacitate a frecvenţei care se bazează pe valoarea frecvenţei monitorizate (frecvenţa la care este acţionat traductorul ultrasonic 215),

[0594] QA este o valoare analogică a sub-eficacităţii convertorului digital care se bazează pe valoarea actuală măsurată (curentul rms care trece prin traductorul ultrasonic 215),

[0595] t=0 este începutul primei perioade de timp predeterminate,

[0596] t=D este sfârşitul primei perioade de timp predeterminate,

[0597] N este numărul de măsurători periodice (probe) în timpul primei perioade predeterminate şi

[0598]

este un factor de normalizare.

[0599] Într-un exemplu, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să măsoare în mod periodic, în timpul primei perioade de timp predeterminate, ciclul de funcţionare al semnalului de acţionare AC care acţionează traductorul ultrasonic şi stochează valorile ciclului de funcţionare măsurate în mod periodic în memorie. Dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat modifică apoi valoarea de sub-eficacitate a convertorului analogic în digital QA pe baza valorilor actuale stocate în memorie. Prin urmare, dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat din acest exemplu ia în considerare variaţiile ciclului de funcţionare care pot apărea pe parcursul activării traductorului ultrasonic 215 atunci când dispozitivul calculează valoarea eficacităţii. Prin urmare, dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat poate calcula cu precizie cantitatea reală de lichid pulverizat generată, luând în considerare variaţiile ciclului de funcţionare al semnalului de acţionare c.a. care pot apărea în timp ce este activat traductorul ultrasonic.

[0600] Într-un exemplu, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să măsoare în mod periodic, în prima perioadă de timp predeterminată, o tensiune a bateriei care alimentează generatorul de aerosoli şi stochează în mod periodic valorile măsurate ale tensiunii bateriei în memorie. Dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat modifică apoi valoarea de sub-eficacitate a convertorului analog-digital QA pe baza valorilor tensiunii bateriei stocate în memorie. Prin urmare, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat din acest exemplu ia în considerare variaţiile tensiunii bateriei care pot apărea pe parcursul activării traductorului ultrasonic 215 atunci când dispozitivul calculează valoarea eficacităţii. Prin urmare, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat poate calcula cu precizie cantitatea efectivă de lichid pulverizat generată, luând în considerare variaţiile tensiunii bateriei care pot apărea în timp ce este activat traductorul ultrasonic. Valoarea eficacităţii este utilizată de dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat ca pondere pentru a calcula cantitatea reală de lichid pulverizat generată de dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat prin reducerea proporţională a unei valori a cantităţii maxime de lichid pulverizat care ar fi generată dacă dispozitivul ar funcţiona în mod optim.

[0601] Într-un exemplu, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să măsoare în mod periodic, în prima perioadă de timp predeterminată, frecvenţa semnalului de acţionare c.a. care acţionează traductorul ultrasonic 215 şi stochează valorile de frecvenţă măsurate periodic în memorie. Dispozitivul calculează apoi valoarea eficacităţii utilizând valorile de frecvenţă stocate în memorie, în plus faţă de valorile actuale descrise mai sus.

[0602] Într-un exemplu, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să calculeze o valoare maximă a cantităţii de lichid pulverizat care ar fi generată dacă traductorul ultrasonic 215 ar funcţiona în mod optim în prima perioadă de timp predeterminată. Într-un exemplu, valoarea maximă a cantităţii de lichid pulverizat este calculată pe baza modelării care determină cantitatea maximă de lichid pulverizat care ar fi generată atunci când traductorul ultrasonic ar funcţiona în mod optim.

[0603] După ce a fost calculată valoarea cantităţii maxime de lichid pulverizat, dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat poate calcula o valoare reală a cantităţii de lichid pulverizat prin reducerea valorii cantităţii maxime de lichid pulverizat în mod proporţional pe baza valorii eficacităţii pentru a determina cantitatea reală de lichid pulverizat care a fost generată în prima perioadă de timp predeterminată.

[0604] După ce a fost calculată cantitatea efectivă de lichid pulverizat, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat poate calcula o valoare a cantităţii de agent terapeutic care arată cantitatea de agent terapeutic din cantitatea efectivă de lichid pulverizat care a fost generată în prima perioadă predeterminată. Dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat stochează apoi o înregistrare a valorii cantităţii de agent terapeutic în memorie. Astfel, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat poate înregistra cu precizie cantitatea efectivă a unui agent terapeutic care a fost administrată unui utilizator în fiecare inhalare.

[0605] Într-un exemplu, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să selecteze o a doua perioadă de timp predeterminată ca răspuns la valoarea eficacităţii. În acest caz, a doua perioadă de timp predeterminată este o perioadă de timp în care traductorul ultrasonic 215 este activat în timpul unei a doua inhalări sau trageri de către un utilizator. Într-un exemplu, a doua perioadă de timp predeterminată este egală cu prima perioadă de timp predeterminată, dar cu timpul redus sau crescut proporţional cu valoarea eficacităţii. De exemplu, dacă valoarea eficacităţii indică faptul că traductorul ultrasonic 215 nu funcţionează eficient, a doua perioadă de timp predeterminată este prelungită de valoarea eficacităţii, astfel încât se generează o cantitate dorită de lichid pulverizat în a doua perioadă de timp predeterminată.

[0606] În ceea ce priveşte următoarea inhalare, dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat activează dispozitivul de generare a lichidului pulverizat în a doua perioadă de timp predeterminată, astfel încât dispozitivul de generare a lichidului pulverizat să genereze o cantitate predeterminată de lichid pulverizat în a doua perioadă de timp predeterminată. Astfel, dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat controlează cu precizie cantitatea de lichid pulverizat generată în a doua perioadă de timp predeterminată, luând în considerare diverşi parametri care sunt reflectaţi de valoarea eficacităţii care afectează funcţionarea dispozitivului de inhalare a lichidului pulverizat.

[0607] Într-un exemplu, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, determină procesorul să activeze dispozitivul de generare a lichidului pulverizat în mai multe perioade de timp predeterminate. De exemplu, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat este activat în timpul mai multor inhalări sau trageri succesive de către un utilizator.

[0608] Dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat stochează mai multe valori ale cantităţii de agent terapeutic în memorie, fiecare valoare a cantităţii de agent terapeutic indicând cantitatea de agent terapeutic din lichidul pulverizat care a fost generată în una dintre perioadele predeterminate. Într-un exemplu, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat împiedică activarea ulterioară a dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat într-o perioadă predeterminată dacă respectiva cantitate totală de agent terapeutic din lichid pulverizat care a fost generată în perioadele predeterminate este egală cu sau mai mare decât un prag predeterminat. Într-un exemplu, durata predeterminată este o durată cuprinsă între 1 şi 24 de ore. În alte exemple, durata predeterminată este de 24 de ore sau 12 ore.

[0609] Dispozitivul de inhalare a lichidului pulverizat din unele exemple ale prezentei dezvăluiri este configurat pentru a transmite date care indică valorile cantităţii de agent terapeutic de la dispozitivul de generare a lichidului pulverizat la un dispozitiv de calcul (de exemplu, prin comunicare Bluetooth™ cu consum redus de energie) pentru stocarea într-o memorie a dispozitivului de calcul (de exemplu, un smartphone). Astfel, o aplicaţie executabilă care rulează pe dispozitivul de calcul poate înregistra cantitatea de agent terapeutic care a fost administrată unui utilizator. Aplicaţia executabilă poate controla, de asemenea, funcţionarea dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat pentru a limita activarea dispozitivului de inhalare de lichid pulverizat pentru a restricţiona cantitatea de agent terapeutic administrată unui utilizator într-o perioadă de timp.

[0610] Prin urmare, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat din unele exemple ale acestei dezvăluiri este configurat pentru a preveni activarea ulterioară după ce un utilizator a consumat o cantitate stabilită dintr-un agent terapeutic într-un interval de timp stabilit, precum cantitatea de agent terapeutic consumată în timpul unei zile.

[0611] Toate aplicaţiile de mai sus care presupun tehnologia ultrasonică pot beneficia de optimizarea realizată de controlerul de frecvenţă, care optimizează frecvenţa de sonicare pentru performanţe optime.

[0612] Este de apreciat faptul că dezvăluirile din prezentul document nu se limitează la utilizarea pentru administrarea nicotinei. Într-adevăr, în unele exemple, dispozitivul de inhalare de lichid pulverizat conţine un lichid care cuprinde un tratament terapeutic care nu conţine nicotină. Câteva exemple sunt configurate pentru utilizare în diverse scopuri medicale (de exemplu, administrarea de CBD pentru ameliorarea durerii, suplimente pentru îmbunătăţirea performanţei, albuterol/salbutamol pentru pacienţii cu astm etc.)

[0613] Dispozitivele dezvăluite în prezentul document sunt destinate utilizării cu orice agenţi terapeutici, medicamente sau alţi compuşi, medicamentul sau compusul fiind furnizat într-un lichid din camera pentru lichid a dispozitivului pentru aerosolizare de către dispozitiv. În unele exemple, dispozitivele dezvăluite în prezentul document sunt destinate utilizării cu agenţi terapeutici, medicamente şi compuşi, inclusiv, fără limitare, următoarele:

[0614] Agenţi respiratorii

[0615] Agenţi bronhodilatatori

[0616] Olodaterol

[0617] Levalbuterol

[0618] Berodual (bromură de ipratropiu/fenoterol)

[0619] Combivent (bromură de ipratropiu/salbutamol)

[0620] Agenţi antiinflamatori

[0621] Betametazonă

[0622] Dexametazonă

[0623] Metilprednisolon

[0624] Hidrocortizon

[0625] Agenţi mucolitici

[0626] N-acetilcisteină

[0627] Hipertensiune pulmonară

[0628] Sildenafil

[0629] Tadalafil

[0630] Epoprostenol

[0631] Treprostenil

[0632] lloprost

[0633] Boli infecţioase

[0634] Agenţi antimicrobieni

[0635] Aminoglicozide (gentamicină, tobramicină, amikacină, colomicină, neomicină, amikacină lipozomală)

[0636] Chinolone (ciprofloxacină, levofloxacină, moxifloxacină, ofloxacină)

[0637] Macrolide (azitromicină)

[0638] Minociclină

[0639] Betalactami (piperacilină-tazobactam, ceftazidimă, ticarcilină)

[0640] Cefalosporină (cefotaximă, cefepimă, ceftriaxonă, cefotaximă)

[0641] Glicopeptide (vancomicină)

[0642] Meropenem

[0643] Polimixină (colistină, polimixină B)

[0644] Agenţi antifungici

[0645] Amfotericină

[0646] Fluconazol

[0647] Caspofungen

[0648] Agenţi antivirali

[0649] Valganciclovir

[0650] Favipiravir

[0651] Remdisivir

[0652] Aciclovir

[0653] Anti TB

[0654] Izoniazidă

[0655] Pirazinamidă

[0656] Rifampicină

[0657] Etambutol

[0658] Oncologie

[0659] Agenţi biologici_

[0660] Gilotrif

[0661] Afatinib

[0662] Caplacizumab

[0663] Dupilumab

[0664] Izarilumab

[0665] Alirucomab

[0666] Volasertib

[0667] Nintedanib

[0668] Imatinib

[0669] Sirolimus

[0670] Chimioterapie

[0671] Azacitidină

[0672] Decitabină

[0673] Docetaxel

[0674] Gemcitabină

[0675] Cisplatină

[0676] SNC şi Psihologie

[0677] Valproat de sodiu

[0678] Teriflunomidă

[0679] Zomitriptan

[0680] Agenţi metabolici/hormonali

[0681] Insulină

[0682] Estrogen

[0683] Imunologie

[0684] Vaccin

[0685] Anticorpi monoclonali

[0686] Celule stem

[0687] Vitamine

[0688] Zinc

[0689] Acid ascorbic

[0690] Agenţi diverşi

[0691] Niclozamidă

[0692] Hidroxiclorochină

[0693] Ivermectină

[0694] Inhalatorul ultrasonic de lichid pulverizat 100 din unele exemple este o versiune mai puternică a nebulizatoarelor medicale portabile actuale.

[0695] Alte exemple de dispozitive ultrasonice de inhalare de lichid pulverizat sunt uşor de conceput, inclusiv dispozitive de administrare de uz medicinal care nu au aspectul unei ţigări.

[0696] Aspectele de mai sus prezintă caracteristicile mai multor exemple sau exemple de realizare, astfel încât persoanele de specialitate din domeniu să poată înţelege mai bine diferitele forme de realizare ale prezentei dezvăluiri. Persoanele de specialitate din domeniu ar trebui să aprecieze că pot folosi cu uşurinţă prezenta dezvăluire ca bază pentru proiectarea sau modificarea altor procese şi structuri pentru îndeplinirea aceloraşi scopuri şi/sau obţinerea aceloraşi avantaje ale diferitelor exemple sau exemple de realizare prezentate în prezentul document. Persoanele de specialitate din domeniu ar trebui, de asemenea, să realizeze că astfel de construcţii echivalente nu se abat de la domeniul de aplicare al prezentei dezvăluiri şi că pot face diverse modificări, substituiri şi modificări în prezentul document fără a se abate de la domeniul de aplicare al prezentei dezvăluiri.

[0697] Deşi subiectul a fost descris într-un limbaj specific caracteristicilor structurale sau actelor metodologice, trebuie înţeles că obiectul revendicărilor anexate nu se limitează neapărat la caracteristicile sau actele specifice descrise mai sus. Dimpotrivă, caracteristicile şi actele specifice descrise mai sus sunt prezentate ca exemple ale formelor de implementare pentru cel puţin unele dintre revendicări.

[0698] În prezentul document sunt furnizate diferite operaţiuni de exemple sau exemple de realizare. Ordinea în care sunt descrise unele sau toate operaţiunile nu trebuie interpretată a însemna că aceste operaţiuni depind neapărat de ordine. Ordinea alternativă va fi apreciată beneficiind de această descriere. În plus, se va înţelege că nu toate operaţiunile sunt neapărat prezente în fiecare exemplu de realizare prezentat în prezentul document. De asemenea, se va înţelege că nu toate operaţiunile sunt necesare în unele exemple sau exemple de realizare.

[0699] În plus, termenul „exemplificativ» este folosit în prezentul document cu sensul de a servi drept exemplu, instanţă, ilustraţie etc. - şi nu neapărat la fel de avantajos. Potrivit prezentului document, „sau» este un „sau» incluziv, şi nu un „sau» exclusiv. În plus, „o» şi „un», aşa cum sunt utilizate în această solicitare şi revendicările anexate, sunt în general interpretate ca însemnând „unul/una sau mai mulţi/multe», cu excepţia cazului în care se specifică altfel sau în mod clar din context pentru a fi direcţionat către o formă singulară. De asemenea, cel puţin unul dintre A şi B şi/sau altele similare înseamnă în general A sau B sau atât A, cât şi B. În plus, în măsura în care se utilizează termenii „include», „având», „are», „cu» sau variante ale acestora, aceşti termeni sunt meniţi a fi incluzivi, într-un mod similar cu termenul „care cuprinde». De asemenea, dacă nu se specifică altfel, „primul», „al doilea» sau altele similare nu sunt menite să presupună un aspect temporal, un aspect spaţial, o ordonare etc. Dimpotrivă, astfel de termeni sunt folosiţi doar ca identificatori, nume etc. pentru caracteristici, elemente, articole etc. De exemplu, un prim element şi un al doilea element corespund în general elementului A şi elementului B sau două elemente diferite sau două elemente identice sau aceluiaşi element.

[0700] De asemenea, deşi dezvăluirea a fost prezentată şi descrisă în legătură cu una sau mai multe implementări, vor apărea schimbări şi modificări echivalente pentru alţi specialişti din domeniu, pe baza citirii şi înţelegerii prezentei specificaţii şi a ilustraţiilor anexate. Dezvăluirea cuprinde toate aceste modificări şi schimbări şi este limitată numai de scopul următoarelor revendicări. În special în ceea ce priveşte diferitele funcţii îndeplinite de caracteristicile descrise mai sus (de exemplu, elemente, resurse etc.), termenii utilizaţi pentru a descrie astfel de caracteristici sunt meniţi a corespunde, cu excepţia cazului în care se indică altfel, oricăror caracteristici care îndeplinesc funcţia specificată a caracteristicilor descrise (de exemplu, care este echivalentă din punct de vedere funcţional), chiar dacă nu este echivalentă din punct de vedere structural cu structura dezvăluită. În plus, deşi este posibil ca o anumită caracteristică a dezvăluirii să fi fost dezvăluită doar în ceea ce priveşte una dintre mai multe implementări, o astfel de caracteristică poate fi combinată cu una sau mai multe alte caracteristici ale celorlalte implementări, după cum poate fi de dorit şi avantajos pentru orice aplicaţie dată sau specifică.

[0701] Exemple sau exemple de realizare ale subiectului şi operaţiunilor funcţionale descrise aici pot fi implementate în circuite electronice digitale sau în software, firmware sau hardware pentru computere, inclusiv structurile dezvăluite în această specificaţie şi echivalentele lor structurale sau în combinaţii ale unuia sau mai multora dintre acestea.

[0702] Unele exemple sau exemple de realizare sunt implementate utilizând unul sau mai multe module de instrucţiuni de programe pentru computere codificate pe un suport care poate fi citit de un computer pentru execuţie de către sau pentru a controla funcţionarea unui aparat de prelucrare a datelor. Suportul care poate fi citit de un computer poate fi un produs fabricat, cum ar fi un hard disk într-un sistem informatic sau un sistem încorporat. Suportul care poate fi citit de un computer poate fi achiziţionat separat şi ulterior codificat cu unul sau mai multe module de instrucţiuni pentru programele pentru computere, cum ar fi prin livrarea unuia sau mai multor module de instrucţiuni de programe pentru computere printr-o reţea cu fir sau fără fir. Suportul care poate fi citit de un computer poate fi un dispozitiv de stocare care poate fi citit automat, un substrat de stocare care poate fi citit automat, un dispozitiv de memorie sau o combinaţie a unuia sau mai multora dintre acestea.

[0703] Termenii „dispozitiv de calcul» şi „aparat de prelucrare a datelor» cuprind toate aparatele, dispozitivele şi maşinile de prelucrare a datelor, inclusiv, de exemplu, un procesor programabil, un computer sau mai multe procesoare sau computere. Aparatul poate include, pe lângă hardware, cod care creează un mediu de execuţie pentru programul de computer respectiv, de exemplu, cod care constituie firmware-ul procesorului, o stivă de protocoale, un sistem de gestionare a bazelor de date, un sistem de operare, un mediu de execuţie sau o combinaţie a unuia sau mai multor dintre acestea. În plus, aparatul poate utiliza diverse infrastructuri diferite de modele de calcul, cum ar fi servicii web, infrastructuri de calcul distribuit şi de calcul de reţea.

[0704] Procesele şi fluxurile logice descrise în această specificaţie pot fi efectuate de unul sau mai multe procesoare programabile care execută unul sau mai multe programe de computer pentru a îndeplini funcţii prin operarea datelor de intrare şi generarea de ieşiri.

[0705] Procesoarele adecvate pentru execuţia unui program de computer includ, de exemplu, microprocesoare atât cu destinaţie generală, cât şi cu destinaţie specială şi unul sau mai multe procesoare ale oricărui tip de computer digital. În general, un procesor va primi instrucţiuni şi date dintr-o memorie doar cu citire sau dintr-o memorie cu acces aleatoriu sau ambele. Elementele esenţiale ale unui computer sunt un procesor pentru executarea instrucţiunilor şi unul sau mai multe dispozitive de memorie pentru stocarea instrucţiunilor şi a datelor. În general, un computer va include, sau va fi cuplat în mod operativ pentru a primi date de la, sau pentru a transfera date către, sau ambele, unul sau mai multe dispozitive de stocare în masă pentru stocarea datelor, de exemplu, discuri magnetice, magneto-optice sau optice. Cu toate acestea, un computer nu trebuie neapărat să aibă astfel de dispozitive. Dispozitivele adecvate pentru stocarea instrucţiunilor şi datelor programelor de calculator includ toate formele de memorie nevolatilă, suporturi şi dispozitive de memorie.

[0706] Caracteristicile prezentate în descrierea anterioară sau în revendicările următoare sau în ilustraţiile însoţitoare, exprimate în formele lor specifice sau în termenii unui mijloc de realizare a funcţiei dezvăluite sau a unei metode sau proces pentru obţinerea rezultatului dezvăluit, după caz, pot fi utilizate, separat sau în orice combinaţie a unor astfel de caracteristici, pentru realizarea invenţiei în diferite forme ale acesteia.

[0707] Deşi au fost descrise anumite exemple de realizare conform invenţiei, scopul revendicărilor anexate nu este destinat să fie limitat doar la aceste exemple de realizare. Revendicările trebuie interpretate literal, cu un anumit scop şi/sau să cuprindă echivalenţe.

[0708] Se apreciază că în spiritul şi scopul prezentei invenţii, diferitele exemple de realizare şi caracteristici descrise şi prezentate în prezentul document pot fi combinate în totalitate sau parţial între ele.

[0709] Descrierea detaliată prezentată mai jos este concepută ca o descriere a diferitelor configuraţii ale prezentei invenţii şi nu este destinată să reprezinte singurele configuraţii în care poate fi aplicată prezenta invenţie. Cu toate acestea, va fi evident pentru persoanele de specialitate din domeniu că prezenta invenţie nu se limitează la detaliile specifice prezentate în prezentul document şi poate fi pusă în practică fără aceste detalii specifice.

[0710] Atunci când sunt utilizaţi în această specificaţie şi în revendicări, termenii „cuprinde» şi „cuprinzând» şi variaţiile acestora înseamnă că sunt incluse caracteristicile, paşii sau numerele întregi specificate. Termenii nu trebuie interpretaţi pentru a exclude prezenţa altor caracteristici, paşi sau componente.

[0711] Invenţia poate consta, de asemenea, în linii mari, din părţile, elementele, paşii, exemplele şi/sau caracteristicile menţionate sau indicate în specificaţie, în mod individual sau colectiv, în oricare şi toate combinaţiile a două sau mai multe piese, elemente, paşi, exemple şi/sau caracteristici menţionate. În special, una sau mai multe caracteristici din oricare dintre exemplele de realizare descrise în prezentul document pot fi combinate cu una sau mai multe caracteristici din orice alt exemplu de realizare descris în prezentul document.

[0712] Protecţia poate fi solicitată pentru orice caracteristici prezentate în oricare sau mai multe documente publicate la care se face referire în prezentul document în combinaţie cu prezenta dezvăluire.

[0713] Deşi au fost descrise anumite exemple de realizare conform invenţiei, scopul revendicărilor anexate nu este destinat să fie limitat doar la aceste exemple de realizare. Revendicările trebuie interpretate literal, cu un anumit scop şi/sau să cuprindă echivalenţe.

[0714] Deşi au fost descrise anumite exemple de realizare conform invenţiei, scopul revendicărilor anexate nu este destinat să fie limitat doar la aceste exemple de realizare. Revendicările trebuie interpretate literal, cu un anumit scop şi/sau să cuprindă echivalenţe.

[0715] Se apreciază că în scopul prezentei invenţii, diferitele exemple de realizare şi caracteristici descrise şi prezentate în prezentul document pot fi combinate în totalitate sau parţial între ele.

[0716] Descrierea detaliată prezentată mai jos este concepută ca o descriere a diferitelor configuraţii ale prezentei invenţii şi nu este destinată să reprezinte singurele configuraţii în care poate fi aplicată prezenta invenţie. Cu toate acestea, va fi evident pentru persoanele de specialitate din domeniu că prezenta invenţie nu se limitează la detaliile specifice prezentate în prezentul document şi poate fi pusă în practică fără aceste detalii specifice.

[0717] Atunci când sunt utilizaţi în această specificaţie şi în revendicări, termenii „cuprinde» şi „cuprinzând» şi variaţiile acestora înseamnă că sunt incluse caracteristicile, paşii sau numerele întregi specificate. Termenii nu trebuie interpretaţi pentru a exclude prezenţa altor caracteristici, paşi sau componente.

[0718] Invenţia poate consta, de asemenea, în linii mari, din părţile, elementele, paşii, exemplele şi/sau caracteristicile menţionate sau indicate în specificaţie, în mod individual sau colectiv, în oricare şi toate combinaţiile a două sau mai multe piese, elemente, paşi, exemple şi/sau caracteristici menţionate. În special, una sau mai multe caracteristici din oricare dintre exemplele de realizare descrise în prezentul document pot fi combinate cu una sau mai multe caracteristici din orice alt exemplu de realizare descris în prezentul document.

[0719] Protecţia poate fi solicitată pentru orice caracteristici prezentate în oricare sau mai multe documente publicate la care se face referire în prezentul document în combinaţie cu prezenta dezvăluire.

[0720] Deşi au fost descrise anumite exemple de realizare conform invenţiei, scopul revendicărilor anexate nu este destinat să fie limitat doar la aceste exemple de realizare. Revendicările trebuie interpretate literal, cu un anumit scop şi/sau să cuprindă echivalenţe.

Claims (15)

1. Un dispozitiv de generare a lichidului pulverizat (201) pentru administrarea de lichid pulverizat unui utilizator, dispozitivul de generare a lichidului pulverizat (201) pentru utilizare cu un dispozitiv de acţionare (202), în care dispozitivul de generare a lichidului pulverizat (201) cuprinde:

  o carcasă (204) care cuprinde o cameră pentru lichid (218), camera pentru lichid (218) conţinând un lichid care urmează să fie atomizat, lichidul cuprinzând un agent terapeutic;

  un ansamblu de sonicare (425) cuplat la carcasă (204), ansamblul de sonicare (425) cuprinzând:

  un traductor ultrasonic (215) care cuprinde o primă conexiune electrică şi o a doua conexiune electrică, prima conexiune electrică şi a doua conexiune electrică pentru primirea unui semnal de acţionare CA de la un dispozitiv de acţionare (202);

  o primă porţiune a ansamblului (426) care cuprinde o adâncitură (427) care reţine traductorul ultrasonic (215);

  o a doua porţiune a ansamblului (428) cuplată la prima porţiune a ansamblului (426), a doua porţiune a ansamblului (428) cuprinzând:

  o adâncitură de sonicare (446) care este suprapusă pe traductorul ultrasonic (215) pentru a forma o cameră de sonicare (219);

  un orificiu de intrare a aerului (451) al ansamblului de sonicare (425) în comunicare fluidă cu adâncitura de sonicare (446);

  un port de ieşire a lichidului pulverizat (452) al ansamblului de sonicare (425) în comunicare fluidă cu adâncitura de sonicare (446); şi

  o cale a fluxului de aer care se extinde de la portul de intrare a aerului (451) al ansamblului de sonicare (425) prin adâncitura de sonicare (446) la portul de ieşire a lichidului pulverizat (452) al ansamblului de sonicare (425), în care:

  cel puţin una dintre prima porţiune a ansamblului (426) şi a doua porţiune a ansamblului (428) cuprinde o secţiune deformabilă rezistent care formează o etanşare între prima porţiune a ansamblului (426) şi a doua porţiune a ansamblului (428), care minimizează sau împiedică scurgerea unui lichid între prima porţiune a ansamblului (426) şi a doua porţiune a ansamblului (428), în care dispozitivul de generare a lichidului pulverizat (201) cuprinde în plus:

  o porţiune de barieră (430) care cuprinde o etanşare deformabilă rezistent care este poziţionată între ansamblul de sonicare (425) şi carcasă (204) care minimizează sau împiedică scurgerile de lichid, porţiunea de barieră (430) cuprinzând o deschidere capilară (439) cu un perete (440) care este deformabil rezistent; şi

  un capilar (222) care se extinde prin deschiderea capilară (439) din camera pentru lichid (218) la camera de sonicare (219), astfel încât o primă porţiune (442) a capilarului (222) se află în camera pentru lichid (218) şi o a doua porţiune (224) a capilarului (222) se află în camera de sonicare (219), în care a doua porţiune (224) a capilarului (222) este suprapusă pe suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic (215), astfel încât atunci când traductorul ultrasonic (215) este acţionat de un semnal de acţionare CA de la dispozitivul de acţionare (202), suprafaţa de atomizare vibrează şi atomizează lichidul transportat de a doua porţiune (224) a capilarului (222) pentru a genera un lichid pulverizat care cuprinde lichidul şi aerul atomizat în camera de sonicare (219), lichidul pulverizat trecând prin portul de ieşire a lichidului pulverizat (452) al ansamblului de sonicare (425) pentru a fi inhalaţi de către un utilizator; caracterizat prin faptul că

  a doua porţiune a ansamblului (428) cuprinde cel puţin un element de polarizare (466) care este prevăzut în adâncitura de sonicare (446), fiecare element de polarizare (466) format în mod integral cu a doua porţiune a ansamblului (428) şi fiecare element de polarizare (466) exercită o forţă de polarizare pe a doua porţiune (224) a capilarului (222) care formează un mecanism de polarizare a celei de-a doua porţiuni (224) a capilarului (222) pe suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic (215).

2. Dispozitivul din revendicarea 1, în care prima porţiune a ansamblului (426) este dintr-un material deformabil rezistent şi o parte din prima porţiune a ansamblului (426) formează etanşarea dintre prima porţiune a ansamblului (426) şi a doua porţiune a ansamblului (428).

3. Dispozitivul din revendicarea 1 sau revendicarea 2, în care a doua porţiune a ansamblului (428) este dintr-un material deformabil rezistent şi o parte a celei de-a doua porţiuni a ansamblului (428) formează etanşarea dintre prima porţiune a ansamblului (426) şi a doua porţiune a ansamblului (428).

4. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care a doua porţiune a ansamblului (428) cuprinde:

  un corp (445) care are o adâncitură de sonicare (446); şi

  o carcasă (453) care este cuplată la corp (445), carcasa (453) cuprinzând un canal care defineşte cel puţin o parte a căii fluxului de aer, în care un capăt al canalului formează portul de intrare a aerului (451), iar celălalt capăt al canalului formează portul de ieşire a lichidului pulverizat (452).

5. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care fiecare element de polarizare (466) cuprinde un capăt de fixare (466a) care este ataşat la a doua porţiune a ansamblului (428) şi un capăt distal (466b) care intră în contact cu a doua porţiune (224) a capilarului (222), capătul distal (466b) fiind mai îngust decât capătul de fixare (466a).

6. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care fiecare element de polarizare (466) are o formă în mare parte conică.

7. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care carcasa (204) cuprinde o cavitate internă care este definită de o bază şi pereţi laterali care ies în afară în sus de la bază, în care camera pentru lichid (218) este formată parţial din cavitatea internă adiacentă bazei şi ansamblul de sonicare (425) este cel puţin parţial primit în cavitatea internă, camera pentru lichid (218) fiind poziţionată între ansamblul de sonicare (425) şi bază.

8. Dispozitivul din revendicarea 7, în care ansamblul de sonicare (425) intră în contact cu pereţii laterali ai carcasei (204) şi formează o etanşare care minimizează sau nu lasă un lichid să treacă între ansamblul de sonicare (425) şi pereţii laterali ai carcasei (204).

9. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care ansamblul de sonicare (425) cuprinde un orificiu de umplere (475) care se extinde de la o deschidere de umplere (476) printr-o parte a ansamblului de sonicare (425) până la camera pentru lichid (218) pentru a permite injectarea unui lichid în camera pentru lichid (218) prin orificiul de umplere (475) şi opţional în care dispozitivul cuprinde un muştiuc (401) care este fixat de carcasă (204) pentru a închide în mare parte cavitatea internă, muştiucul (401) cuprinzând o deschidere de ieşire a lichidului pulverizat (208) care este în comunicare fluidă cu portul de ieşire a lichidului pulverizat (452) al ansamblului de sonicare (425) pentru a asigura o cale de trecere a lichidului pulverizat de la ansamblul de sonicare (425) la orificiul de ieşire a lichidului pulverizat (208) şi opţional în care dispozitivul cuprinde un strat de spumă (472) care este poziţionat în apropierea căii de trecere a lichidului pulverizat pentru a absorbi picăturile de lichid care depăşesc o dimensiune predeterminată din lichidul pulverizat care trece de-a lungul căii de trecere a lichidului pulverizat.

10. Dispozitivul din revendicarea 9, în care stratul de spumă (472) este poziţionat între ansamblul de sonicare (425) şi un separator (477), separatorul (477) cuprinzând o deschidere de ieşire a lichidului pulverizat (465) pentru a permite lichidului pulverizat să treacă din stratul de spumă (472) dincolo de separator (477).

11. Dispozitivul din revendicarea 10, în care separatorul (477) cuprinde un dop (480) care etanşează deschiderea de umplere (476) pentru a minimiza sau a împiedica scurgerea lichidului din camera pentru lichid (218) în exteriorul dispozitivului.

12. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care traductorul ultrasonic (215) este primit într-o stivă de traductoare ultrasonice (407), stiva de traductoare ultrasonice (407) cuprinzând:

  o bază care este prevăzută cu o deschidere centrală (478) prin care se extinde o parte a unui prim contact electric al traductorului (413) pentru a se conecta electric la prima conexiune electrică a traductorului ultrasonic (215); şi

  o carcasă metalică (418) care înconjoară cel puţin parţial baza, carcasa metalică (418) cuprinzând o buză (421) care cuplează cel puţin o parte din periferia traductorului ultrasonic (215) pentru a menţine traductorul ultrasonic (215) într-o anumită poziţie în raport cu bază, o parte a carcasei metalice (418) constituind un al doilea punt de contact electric al traductorului care se conectează electric la a doua conexiune electrică a traductorului ultrasonic (215).

13. Dispozitivul din revendicarea 12, în care o parte a carcasei metalice (418) este decupată pentru a asigura accesul unui prim terminal al dispozitivului (423) pentru a se conecta electric la primul punct de contact electric al traductorului electric (413) şi în care un al doilea terminal al dispozitivului (424) este conectat electric la carcasa metalică (418), în care primul şi al doilea terminal al dispozitivului (423, 424) primesc un semnal de acţionare CA de la un dispozitiv de acţionare (202) şi transmit semnalul de acţionare CA către traductorul ultrasonic (215).

14. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, în care calea fluxului de aer cuprinde mai multe rotaţii care schimbă direcţia fluxului de aer de

  mai multe ori pe măsură ce aerul trece de la orificiul de intrare a aerului (207) la adâncitura de sonicare (446).

15. Un generator de lichid pulverizat care cuprinde:

  un dispozitiv de generare a lichidului pulverizat (201) în conformitate cu oricare dintre revendicările anterioare;

  şi

  un dispozitiv de acţionare (202) cuplat la dispozitivul de generare a lichidului pulverizat (201), în care dispozitivul de acţionare (202) cuprinde:

  un generator de semnale de acţionare CA cuplat electric la prima conexiune electrică a traductorului ultrasonic (215) şi cuplat electric la a doua conexiune electrică a traductorului ultrasonic (215) pentru a acţiona traductorul ultrasonic (215) cu un semnal de acţionare CA.