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WO2017191143A2 - Procédé de contrôle d'un dispositif de vapotage et dispositif de vapotage pour la mise en oeuvre du procédé - Google Patents

Procédé de contrôle d'un dispositif de vapotage et dispositif de vapotage pour la mise en oeuvre du procédé Download PDF

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Publication number
WO2017191143A2
WO2017191143A2 PCT/EP2017/060438 EP2017060438W WO2017191143A2 WO 2017191143 A2 WO2017191143 A2 WO 2017191143A2 EP 2017060438 W EP2017060438 W EP 2017060438W WO 2017191143 A2 WO2017191143 A2 WO 2017191143A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
volume
aerosol
during
inhalation device
vcum
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/060438
Other languages
English (en)
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WO2017191143A3 (fr
Inventor
Didier Martzel
Original Assignee
Sarl Gaiatrend, Sarl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sarl Gaiatrend, Sarl filed Critical Sarl Gaiatrend, Sarl
Priority to JP2018557902A priority Critical patent/JP2019518441A/ja
Priority to CA3021362A priority patent/CA3021362A1/fr
Priority to US16/097,884 priority patent/US10925318B2/en
Priority to EP17720795.8A priority patent/EP3451860A2/fr
Priority to TNP/2018/000343A priority patent/TN2018000343A1/fr
Priority to CN201780027355.1A priority patent/CN109068749B/zh
Priority to RU2018142259A priority patent/RU2018142259A/ru
Publication of WO2017191143A2 publication Critical patent/WO2017191143A2/fr
Publication of WO2017191143A3 publication Critical patent/WO2017191143A3/fr

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    • A61M2016/0021—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical with a proportional output signal, e.g. from a thermistor
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    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3368—Temperature

Definitions

  • the invention relates to a vaping type inhalation device provided with control means comprising means for activating the vaping device, means for determining a control event and means for putting the vaping device on standby when the event control occurred.
  • control means comprising means for activating the vaping device, means for determining a control event and means for putting the vaping device on standby when the event control occurred.
  • the invention also relates to a method of controlling such a device.
  • vaping device includes electronic cigarettes or e-cigarettes, electronic shisha, electronic cigars, electronic cigarillos, electronic pipes and more generally devices that, by heating a liquid, said e-liquid, generate aerosol to be inhaled and are intended in particular to be used as substitutes for products containing smoking tobacco. They can also be used to inhale medical products.
  • Vaping devices are becoming more prevalent and help to ease smoking cessation.
  • the different vaping devices operate in the same way and differ essentially only in their external form. The rest of the description will be on the example of the e-cigarette, but it can be transposed to all other types of vaping devices.
  • vaping devices generally comprise the following elements: a source of electrical energy such as a battery, a battery, or even a connection to the mains;
  • an atomizer generally consisting of a heating resistor for vaporising the e-liquid coming from the cartridge at low temperature; a microprocessor for managing the various parameters when using the vaping device;
  • a vacuum sensor which detects when the vapoteur takes a puff and which sends a signal to the microprocessor to start the atomizer; and an LED which serves either merely to indicate that the vaping device is activated or to represent an incandescent point simulating the combustion of tobacco.
  • the cartridge and the atomizer are combined into a single element called “cartomizer” or “clearomizer”.
  • the e-cigarette is usually either in sleep mode when not in use or in activated mode when the user is using it.
  • the consumer begins by filling the tank or cartomizer and makes sure that the battery is sufficiently charged. Either it turns on the electronic cigarette manually by pressing a button, or it automatically turns on during the first suction that the microprocessor detects with the vacuum sensor. The microprocessor then activates the heating resistor and turns on the LED. As soon as the liquid reaches about 60 ° C, an aerosol is formed which is sucked by the vapoteur. If the liquid contains a substance with a known effect, such as nicotine, it is inhaled by the vapoteur. Since the nicotine-containing aerosol is formed without combustion, the e-cigarette is considered a good alternative to traditional cigarettes to help with smoking cessation.
  • an e-cigarette is not consumed. It is therefore possible to shoot only a few puffs from time to time, which would only correspond to a fraction of a cigarette. But it is also possible to get much more puffs than it would have been possible with a traditional cigarette. Thus, vapers are often confronted with the problem of "continuous vaping". It is by therefore difficult to know precisely the amount of nicotine inhaled during a day. A vaper can be overdosed nicotine without really realizing it. It turned out that the e-cigarette facilitated the stopping of the traditional cigarette, but not the stopping of the nicotine.
  • the objective of the invention is to restore the benchmarks to which tobacco smokers are accustomed in order to help them rediscover the notion of the "cigarette" unit.
  • Another objective is to control the dose of medicament absorbed by a patient when the process is applied to an inhalation device for medical use and the respect of intervals between two successive shots.
  • step (a) testing to detect activation of the inhalation device, and proceeding to step (b) as soon as activation of the inhalation device is detected
  • step (b) testing to detect the presence of aspiration of a puff, and going to step (c) as soon as puffing is detected
  • step (c) monitoring a first control event during each puff, and returning to step (b) if the first control event has not occurred, or continuing to step (d) if the first event control occurred,
  • step (d) it is possible to provide for a signal to be emitted in step (d) when the device is put on standby.
  • This control procedure can be supplemented by a second check during the breaks between each puff.
  • step (b) after each test having concluded the absence of aspiration, that is to say during each pause between two successive puffs or between the activation and the first puff, a second control event, the same or different from the first control event, is monitored and the process proceeds directly to step (d) if the second control event has occurred.
  • the method can provide that the inhalation device can be activated in step (a) only after a minimum time interval, called the blocking interval (Tempol, Tempo2), has elapsed since preceding activation in step (a) or the previous standby in step (d) or since a predefined action has been executed.
  • the blocking interval Tempol, Tempo2
  • a patient would start taking a dose of medicine every 4 hours for example, regardless of how long it took to take the previous dose.
  • step (c) comprises the following substeps performed at each passage of step (c):
  • step (c1) the aerosol volume generated (Vfum (i)) during the present passage (i) of step (c) is determined
  • step (c2) the cumulative aerosol volume (Vcum (i)) is calculated by adding to the accumulated volume (Vcum (i-1)) of the previous step (i-1) step (a, b or c) the volume aerosol generated (Vfum (i)) during the present passage of step (c), the cumulative volume (Vcum (0)) at the activation of the vaping device having the value 0, and (c3) the volume cumulated (Vcum (i)) is compared with a predefined threshold volume (Vcig) then the process continues at the beginning of step (b), that is to say the test for the presence of a suction, if the cumulative volume (Vcum (i)) is less than the threshold volume (Vcig), or the process continues in step (d) if the cumulative volume (Vcum (i)) is greater than or equal to the threshold volume (Vcig).
  • a fictitious aerosol volume corresponding to the volume of smoke that would have generated a traditional cigarette by slow consumption between two aspirations .
  • This fictitious volume is added to the cumulative volume of aerosol generated during aspirations, then this cumulated volume is compared to the threshold volume.
  • the vaping device is put on standby as soon as the threshold volume is reached. It is therefore possible that the vaping device goes to sleep during a pause.
  • step (b) may comprise the following substeps performed after each test of step (b) having noted the absence of aspiration, that is to say during a pause between two successive aspirations : (b1) a fictitious aerosol volume (Vcn (i)) is determined corresponding to the present passage (i) of step (b),
  • step (b2) the cumulative volume (Vcum (i)) of the volumes of aerosol generated previously during the aspirations and the fictitious volumes generated previously during the breaks is calculated by adding to the cumulated volume (Vcum (i-1)) of the preceding passage ( i- 1) step (a, b or c) the aerosol fictitious volume (Vcn (i)) of the present passage (i) of step (b), the cumulative volume (Vcum (0)) to the activation of the vaping device having the value 0,
  • step (b3) the cumulative volume (Vcum (i)) is compared with the predefined threshold volume (Vcig) and the process continues at the beginning of step (b), that is to say the presence test of a suction if the accumulated volume (Vcum (i)) is less than the threshold volume, or the process continues in step (d) if the accumulated volume (Vcum (i)) is greater than or equal to the threshold volume (Vcig).
  • the imaginary aerosol volume (Vcn (i)) passing step (b) during breaks is constant (Vcn).
  • the cumulative volume can be calculated and compared to the threshold value at the end of each aspiration or pause, each defining a time period, the duration of which varies from one aspiration to another and a pause at the other.
  • the lapse of time will depend on the frequency of the clock present in the control unit managing the vaping device.
  • step (b) comprises the following steps performed at each pass of step (b) after each test having noted the absence of aspiration:
  • step (bV) the duration (t (i)) of the present passage (i) of step (b) is determined, (b2 ') the cumulative duration (tcurrib (i)) of all the step passes (b) during which the process finds the absence of suction is calculated by adding to the cumulative duration (tcurrib (il)) of the passage preceding (i-1) of step (b), the duration (t (i)) of the present passage of step (b), the cumulative duration (tcurrib (O)) at the moment of activation of the device inhalation value 0,
  • step (b3 ') the cumulative duration (tcurrib (i)) is compared with a predefined threshold duration (tlirrib) and the process continues at the beginning of step (b) if the cumulative duration (tcurrib (i)) is less than the threshold duration (tlirrib), or the process continues in step (d) if the cumulative duration (tcurrib (i)) is greater than or equal to the threshold duration (tlirrib).
  • the durations (t (i)) of each passage of step (b) can be defined so as to be all identical. Since the inhalation device will go into a standby state without the amount of drug absorbed (Vcum (i)) reaching the prescribed dose (Vcig), it is preferable that the patient, a third party in charge of controlling the drug taking or a monitoring procedure is informed of this defect by issuing a signal.
  • a delay may also be provided to prevent the patient from reactivating the inhalation device until a certain time interval has elapsed since the sleep or last activation.
  • the first blocking delay (Tempol) can be provided after standby in step (d) when the accumulated volume (Vcum (i)) is greater than or equal to the threshold volume (Vcig), and a second delay of blocking (Tempo2) can be provided after the standby in step (d) after expiration of the control threshold duration (tlirrib), the duration of the second timer (Tempo2) being preferably equal to the duration of the first time delay (Tempol) minus the control threshold duration (tlim b ).
  • Aerosol volumes generated can be measured or estimated using more easily measurable parameters. For example, it is possible in step (d) to determine the suction power (Pasp (i)) of the present passage (i) of step (c), preferably using a suction sensor, and / or determining the atomizer temperature (Tres (i)) of the present passage (i) of step (c), and then calculating the volume of the generated aerosol (Vfum (i)) during the present passage (i) of step (c) as a function of the suction power (Pasp (i)) and / or the atomizer temperature (Tres (i)).
  • step (c) In order to prevent the temperature of the atomizer from exceeding a certain threshold temperature beyond which harmful products could be released, it is preferable for each passage (i) of step (c) during the aspirations, to determine the temperature of the atomizer (Tres (i)) and then compare it with a threshold value (Tmax), the heating of the atomizer being limited if the temperature of the atomizer (Tres (i)) is greater than the threshold value (Tmax).
  • the temperature of the atomizer can be either measured or determined using other easily measurable or determinable parameters. However, the more powerful the suction, the more the heating of the atomizer is important and the higher the temperature rises. When the place in the inhalation device or its configuration permit, it is preferable to use a temperature sensor. However, in vaping devices, it is difficult to use such a sensor. Indeed, the cartomizer is an interchangeable piece that is screwed into the electronic cigarette. It is therefore not easy to ensure the contact between a temperature sensor located inside the cartomizer and the microprocessor of the e-cigarette. In this case, it is preferable to estimate the temperature based on a part of the initial temperature and on the other hand the suction power, the duration of the suction and the voltage at the terminals of the source. energy. Thus, it is possible to provide the following steps:
  • the atomizer temperature is set at a predetermined value (Tres (0)); then during each aspiration, at each passage (i) of step (c),
  • the suction power (Pasp (i)) is determined, preferably by means of a suction sensor,
  • the temperature of the atomizer (Tres (i)) is determined firstly as a function of the temperature of the atomizer (Tres (i-1)) at the preceding passage (i-1) of step (a, b or c) and secondly depending on the suction power (Pasp (i)) and the voltage across the power source (Ubat (i));
  • the atomizer temperature (Tres (i)) is determined as a function of the atomizer temperature (Tres (i-1)) at the previous step (i-1) step (a, b or c).
  • the vaping devices are generally provided with a light source, such as an LED, to indicate to the vaper that its device is activated. It is preferable that this light source be turned on during each aspiration.
  • the luminous intensity of the light source at each passage (i) of step (c) may depend on the suction power (Pasp (i)) and / or the light source may be gradually extinguished at the end of each aspiration and / or the light source can be powered by a signal whose pulse width is modulated (PWM).
  • the activation of the vaping device in step (a) can be triggered for example by pressing a switch and / or automatically by taking out the vaping device from a case and / or during the first aspiration and / or after that a heat source, preferably a flame, has been approached by a detector present in the vaping device. If the activation is triggered by a first aspiration, then the first pause, time spent between activation and the first aspiration, is directly finished.
  • the heating of the atomizer can be controlled by a signal whose pulse width is modulated (PWM).
  • PWM pulse width modulated
  • step (a) In order to prevent the vaper from bypassing the control process by reactivating the vaping device as soon as it has gone to sleep, it is preferable that the activation of the vaping device in step (a) can not be done. triggered only after a minimum time interval has elapsed since the previous standby or after a predefined action has been executed. For example, it is possible to provide that the vaping device should be stored in a case.
  • step (a) When the activation of the inhalation device in step (a) is triggered by removing the inhalation device from a case, it may be preferable to provide a counter which is incremented each time the inhalation device has returned to the case after at least one aspiration has been detected.
  • the counter can be reset once a day and the counter value can be displayed on a screen placed on the inhalation device and / or the case. More generally, it is preferable to provide a counter which is incremented each time the process goes through step (d). This counter can be reset once a day and the counter value can be displayed on a screen placed on the inhalation device and / or the case.
  • the invention also relates to a vaping device comprising a source of electric current, a tank for a liquid to be vaporized, an atomizer for vaporizing the liquid in order to generate an aerosol, a suction sensor and a control unit, the reservoir and the atomizer can be combined into a single component.
  • the device of the invention is characterized in that the control unit is provided with means for implementing the method of the invention.
  • the inhalation device is preferably provided with a screen designed to display statistical data, for example information on the amount of aerosol volumes generated (Vfum) during a predefined unit of time or the number of times the process has passed through step (d) by a unit of time, preferably information on the amount of aerosol volumes generated (Vfum) per day or information on the number of times per day that the process passed through step (d).
  • This is to inform the vapoteur of the number of "equivalent cigarette” vaping in the day, or the patient of the number of doses absorbed during the day.
  • the vaping device may be provided with a case in which it can be stored.
  • This case can be used simply as a storage box and reloading. It can also be used to control the consumption of the e-cigarette.
  • a screen can be provided on the inhalation device and / or the case. This screen can be designed to display statistical data, preferably information on the amount of aerosol volumes generated (Vfum) during a predefined unit of time or the number of times the process has passed through step (d) by a unit of time, preferably information on the amount of aerosol volumes generated (Vfum) per day or information on the number of times the process has passed through step (d) per day.
  • the counter is preferably reset once a day and the counter value is preferably displayed on a screen placed on the inhalation device and / or the case.
  • FIG. 1 Schematic diagram of an e-cigarette
  • FIG. 1 basic flow chart of the control method according to the invention
  • Figure 4 detailed logigram for activation by output of a case
  • FIG. 1 detailed logigram for activation by first aspiration
  • Figure 6 is a detailed flow chart for administering a drug with activation by first aspiration
  • Figure 7 Detailed logigram for activation by another positive act (ignition on flame, pressing a button, etc.).
  • the invention relates to an electronic vapouring device.
  • vaping device By vaping device, it includes an aerosol generator serving as a substitute for a tobacco product, such as a cigarette, a cigar, a cigarillo, a pipe or a shisha.
  • These vaping devices include electronic cigarettes (or e-cigarettes), electronic cigarillos, electronic cigars, electronic pipes and electronic shisha.
  • the method also applies to the administration of drugs in the form of an aerosol generated by evaporation of a liquid.
  • the inhalation device will be referred to hereafter as "vaping device” or "e-cigarette", without this term being limiting. All these vaping devices (1) have substantially the same elements and are distinguished from each other essentially by their outer shape. They include:
  • e-liquid a reservoir for a liquid to be vaporized (commonly called e-liquid),
  • an atomizer for vaporizing the liquid to generate an aerosol
  • a control unit (4) provided with a microprocessor and a clock. It is common for the tank and atomizer to be combined into a single component commonly referred to as a "cartomizer” or “clearomizer” (5). These elements have the function of turning the liquid into an aerosol. For this, they are provided with a heat source, for example a heating resistor (51). This heat source is turned on during aspiration. The longer the suction takes, the more heat source is heated and the greater the volume of aerosol generated. In the case in particular of tobacco substitute devices, the cartomizer is a removable part which is screwed into the body of the e-cigarette. Indeed, since e-liquids are often scented, it is preferable to avoid mixtures to have a perfume cartomizer or even a nicotine concentration.
  • the electric power source is a rechargeable battery (2). But, it can also consist of a battery, or even an external source, such as the sector current.
  • a light source such as an LED (6), which lights up when the vapoteur sucks a puff and that the Atomizer or cartomizer is powered by the power source.
  • This LED can be placed at the end opposite to the mouthpiece and simulate the embers of the tobacco being consumed.
  • Figure 1 shows by way of example an electronic cigarette, or e-cigarette, with its various components. The remainder of the description is made with the example of such an e-cigarette.
  • the method could be transposed to any other type of vaping device or more generally to any type of electronic inhalation device designed to generate an aerosol by vaporization of a liquid.
  • a traditional cigarette is consumed until the exhaustion of the tobacco. Consumption is done in an accelerated way when the smoker inhale a puff, either more slowly between two puffs. Smoke volumes due to aspiration and volumes of smoke due to slow consumption are thus released.
  • the volume of smoke due to aspiration depends on the duration and power of the suction. Moreover, the higher the suction power, the higher the temperature of the ember is high and the volume of smoke generated is important. The amount of tobacco remaining decreases accordingly. Slow consumption, on the other hand, is regular and depends solely on the duration of the break.
  • the object of the invention is to provide a method for controlling an e-cigarette that is close to this process of consuming a traditional cigarette.
  • the control of this first event can be done during aspirations ( Figure 2).
  • This basic process is therefore characterized by the following steps:
  • step (a) testing to detect activation of the inhalation device, and proceeding to step (b) as soon as activation of the inhalation device is detected,
  • step (b) testing to detect the presence of aspiration of a puff, and going to step (c) as soon as puffing is detected
  • step (c) monitoring a first control event during each puff, and returning to step (b) if the first control event has not occurred, or continuing to step (d) if the first event control occurred,
  • step (b) After each test having concluded the absence of aspiration, that is to say during each pause between two successive puffs or between the activation and the first puff, a second control event, identical or different from the first event control, is monitored and the process proceeds directly to step (d) if the second control event has occurred.
  • a first object of the invention is that the e-cigarette goes to sleep after the equivalent of the consumption of a traditional cigarette is reached. It is therefore planned to determine an event reflecting the total consumption of tobacco of the traditional cigarette. Here the same event is controlled during aspirations and breaks.
  • Another object of the invention is to provide a method of controlling an electronic inhaler for administering precise doses of drugs.
  • An event to be controlled (fixed dose administration) is fixed and as soon as this dose is reached, the microprocessor causes the inhalation device to be put on standby (FIG. 2).
  • the control of the quantity administered is only done during aspirations.
  • step (c) comprises the following substeps:
  • the cumulative aerosol volume (Vcum (i)) is calculated by adding to the accumulated volume (Vcum ( i-1)) during the step (c) preceding the volume of aerosol generated (Vfum (i)) during the present step (c), knowing that the cumulative volume (Vcum (0)) at the moment of activation the inhalation device has the value 0, and
  • step (c3) the accumulated volume (Vcum (i)) is compared with a predefined threshold volume (Vcig) and the process continues at the beginning of step (b) if the cumulative volume (Vcum (i)) is less than the threshold volume (Vcig) or the process continues in step (d) if the cumulative volume (Vcum (i)) is greater than or equal to the threshold volume (Vcig).
  • the first event to be monitored in step (c) and the second event to be monitored in step (b) may be a prefixed usage time. As soon as the usage time is reached, the e-cigarette goes to sleep.
  • the usage time may be the average time required to smoke a traditional cigarette. So we set a number of time units. When all these units of time are exhausted, the e-cigarette goes to sleep. In an alternative embodiment, it can be provided that a suction consumes more units of time than a pause.
  • Other examples of such methods are presented in the flowcharts of the figures
  • an e-cigarette does not consume e-liquid and generates no aerosol, whereas a traditional cigarette burns slowly, decreasing the amount of tobacco available.
  • the volumes of aerosol generated and the fictitious volumes are cumulated, then this accumulated volume is compared with a threshold volume corresponding to the total volume of smoke that a traditional cigarette is capable of supplying. As soon as the accumulated volume reaches or exceeds this threshold volume, the e-cigarette is put on standby.
  • the process could calculate the aerosol volumes generated and the fictitious volume at the end of each aspiration or pause and calculate the accumulation and compare it to the threshold value only at the end of each aspiration and each pause.
  • the disadvantage of this solution lies in the fact that if the vaper has forgotten his e-cigarette, it is at a break and will not go into sleep, failing to pass the cumulative volume test. It is therefore better to do the calculations and tests constantly.
  • the microprocessor is clocked by the clock.
  • the number of clock cycles depends on the frequency of it. For a 25 Hz frequency, there are 25 clock cycles per second. In other words, the clock gives a pulse every 1 / 25th of a second.
  • the microprocessor will use one or more clock cycles to perform a calculating, performing a test or measuring a physical quantity. Therefore, each box of a logic diagram will require a certain number of clock cycles.
  • the microprocessor therefore takes a certain time (time) to go from one particular point to another particular point of the logic diagram and to go through a sequence of instructions corresponding to a certain step of the method. The duration of this period of time depends on each step.
  • the process will constantly scan the logigram, even when it is idle waiting for activation. Thus, the process will pass at each aspiration X times the succession of steps
  • step (b) Aspiration yes and (c) calculation of the aspirated volume + calculation of cumulation and return to the aspiration test, then it will pass X times the test of step (b) Aspiration during a pose.
  • the passage of each current step is assigned the value (i), whether it is a step (a), (b) or (c), step (a), ( b) or (c) preceding being step (i-1).
  • a step (a) can follow a step (a) or a step (d)
  • a step (b) can follow a step (a), a step (b) or a step (c)
  • a step (c) can follow a step (b) or a step (c), or even a step (a) when the steps (a) and (b) are combined. Therefore the preceding step (i-1) or the step (i + 1) following the current step (i) is not necessarily the same step. We will therefore use in the following the general term "passage of step" to talk about the passage of one of the stages.
  • the processor After the activation of the e-cigarette, the processor will test the presence of a suction until it detects one.
  • the fictitious volume (Vcn (i)) generated at each passage (i) by step (b) having noted the absence of a suction (thus during a pause) is substantially constant. It is set to a reference value (Vcn).
  • the volume of aerosol generated at each passage (i) by step (c) during suction depends on the power of the suction (Pasp (i)) and the temperature of the resistor (Tres (i) ), both measured for this passage (i) of the step
  • the preceding step pass (i-1) can be a step pass (a), a step pass (b) or a step pass (c).
  • tables or charts are produced which indicate, by step (i), the estimated value according to the variable parameters selected.
  • the end suction temperature is decreased all the passages of step (b) without aspiration of a variable delta read in the table of breaks until the beginning of the next suction. It is the same during the standby mode until reaching a threshold value, for example the initial temperature (Tini).
  • a threshold value for example the initial temperature (Tini).
  • This control during the standby mode makes it possible, if a vapoteur reactivates the e-cigarette very quickly after its standby, to take into account the residual temperature of the resistor which has not had time to completely cool down.
  • the control restarts at the residual temperature and not at the initial temperature and overheating can be avoided.
  • the procedure is similar for the calculation of aerosol volumes.
  • the aerosol volume generated (Vfum (0)) and the accumulated volume (Vcum (0)) are set to zero.
  • the generated volume (Vfum (i)) is calculated on the basis of a value read in an array of volumes generated as a function of the power drawn ( Pasp (i)) and the temperature of the resistor (Tres (i)). This generated volume (Vfum (i)) is added to the accumulated volume (Vcum (i-1)) calculated during the previous step transition of step (b) or (c) (i-1).
  • the fictitious volume (Vcn) is constant for each passage of step (b) noting the absence of aspiration if the periods of time necessary for the passage of these steps (b) have identical durations.
  • the accumulated volume at the end of the passage of a step (b) without aspiration is therefore increased by (Vcn).
  • the temperature of the resistor can also be used to limit the heating of the atomizer to avoid overheating of the e-liquid which could lead to generate harmful products. It is therefore possible during the checks during the aspirations to compare the temperature of the resistor (Tres (i)) with a threshold value (Tmax). If the temperature (Tres (i)) is greater than the threshold value (Tmax), then the heating of the atomizer is limited so that this threshold temperature (Tmax) is not exceeded.
  • the heating of the resistor is done by pulse width modulation (PWM) as a function of the suction power.
  • PWM pulse width modulation
  • the more powerful the suction the greater the width of the impulse and the more the resistance will heat up.
  • a much greater frequency will be used than for carrying out the method. For example, we can choose a frequency 1000 Hz for the modulation.
  • the vaping device is equipped with a light source, such as an LED, it is lit during each aspiration. It can also be expected that the light intensity of the LED is all the more important that the suction is strong.
  • the power supply of the LED can be done, like that of the resistance, PWM depending on the suction power.
  • the more powerful the suction the greater the pulse width and the more the LED will shine.
  • This function simulates the embers of a cigarette that is more or less luminous depending on the power of suction.
  • a modulation frequency of 1 000 Hz we are sure that the eye will not see the very rapid succession of phases on and off phases. It can also be provided that the LED does not go out directly at the end of the suction, but it goes out gradually.
  • the vaping device can be activated in different ways. We can provide a switch. It is also possible that the e-cigarette can be activated after it has been removed from a holster for this purpose. This therefore requires that the e-cigarette is rerangée in its case between two uses. For this, we can predict that the e-cigarette communicates in "full-duplex" with the case when inserted in it.
  • the e-cigarette can for example receive data from the case by the charging voltage, by amplitude modulation while the e-cigarette transmits its data to the case for example by light pulses using the diode.
  • the case is provided with an optical sensor.
  • any other mode of communication may be considered, such as radio or induction communication.
  • the e-cigarette When the e-cigarette is stored in the case, it transmits all its data in a memory located in the case.
  • a screen may be provided on the case to display certain data, such as for example the number of e-cigarettes vapoted in the day. Such a screen can be provided also directly on the e-cigarette.
  • the holster itself can communicate with a central unit, such as a smartphone or a computer, to enable further exploitation of the information.
  • the screen can display statistical data, such as for example the number of e-cigarettes smoked in the day, the amount of drug or nicotine absorbed during the day.
  • the unit of time may be the day, the week, the month, or any other significant unit for the vaper or the patient.
  • Another solution is to activate the e-cigarette at the first suction, or even when a heat source, for example the flame of a lighter, is approached by a heat detector located in the e-cigarette .
  • a heat source for example the flame of a lighter
  • the e-cigarette can not be reactivated until a certain time has elapsed since the last standby or since the last activation. This avoids a circumvention of the purpose of the process.
  • the e-cigarette is in standby mode. It is not possible to generate aerosol, even by sucking a puff.
  • the positive ace in this embodiment is to take the e-cigarette out of its case. This means that it must have been placed beforehand, either at the time of purchase or at the end of the previous cycle. There is therefore a first loop consisting in testing the presence of the e-cigarette in its case. As long as the microprocessor (the control unit) finds that the e-cigarette is not in its case, it continues to calculate the temperature of the resistance which may be cooling if its passage in sleep mode is recent, or has reached the lower threshold value (Tini).
  • the first step is to activate the e-cigarette, which for the moment is in standby mode, if a predefined positive act has been detected. At regular intervals depending on the frequency of the microprocessor, performing this positive act is tested until it has occurred. In this example, the positive act is to take the e-cigarette out of its case.
  • the microprocessor finds that the e-cigarette has not come out of its case, it continues to calculate the temperature of the resistance.
  • the e-cigarette When he finds that the e-cigarette is out of the case, the e-cigarette is activated and the accumulated volume (Vcum (0)) is reset.
  • Step (a) of the process is completed.
  • step (b) of the process is completed and the first pass of step (c) begins. So it usually takes several passages of the stage (b) without aspiration before taking this step (b) and reaching for the first time
  • step (c) 1 for the first pass of step (c) following the first aspiration, thus ignoring (for this explanation) all the passages of the previous steps (a) and (b). the first pass to step (c).
  • MMI suction power
  • the rapid succession (every 1/1000 of a second) of switching on and off of the LED will remain unnoticed by the human eye.
  • Tmax a threshold value
  • the method therefore compares the temperature of the resistor (Tres (1)) with the threshold value (Tmax). If this value is exceeded, the heating of the atomizer is limited.
  • step (c1) The volume of aerosol generated during the first passage of this first suction (Vfum (1)) is determined in step (c1) as a function of the suction power (Pasp (1)) and the estimated temperature (Tres (1)) or the threshold temperature (Tmax) if the temperature has exceeded this threshold.
  • step (c3) the cumulative volume (Vcum (1)) is compared with the threshold volume (Vcig) corresponding to the total volume of smoke that can be provided by a corresponding conventional cigarette.
  • step (cig) If the threshold volume (Vcig) is not reached (which should be the case here, since it is the first pass of step (c) after the first aspiration after activation), the process returns to beginning of step (b), namely the test to determine whether there is still a suction.
  • step (d) If the accumulated volume (Vcum (1)) is greater than the threshold volume (Vcig), which in principle should not be the case at this stage of vaping, the process continues in step (d).
  • step (c) ends thus.
  • step (c) Because of the very short time between two successive tests (time imposed by the frequency of the clock and the number of actions performed during each step (c)), the method should detect that we are still in the presence suction and return to a second pass of step (c). The process therefore continues to the indicated step "Next passes of step (c)". This is also the case in the following passages of step (b) as long as an aspiration is detected during the test of step (b), or in steps (c) following a test having noted the return of an aspiration.
  • the method detects during a passage of step (b) that there is no more aspiration, for example after X positive passages of the test, the vapoteur has now stopped sucking.
  • the time required to pass step (b) have constant or substantially constant durations, it can be considered that this volume is also constant (Vcn) at each pass of step (b);
  • step (b2) calculation of the cumulative volume (Vcum (i)) of the aerosol volumes generated (Vfum (i)) during the preceding aspirations (calculated in the preceding steps (c1)) and the notional volumes (Vcn (i )) generated during breaks (calculated in steps (b1) above).
  • the cumulative volume (Vcum (i-1)) of the preceding step transition will be added to the notional volume (Vcn (i)) determined in the present passage of step (b); then
  • step (b3) comparing the accumulated volume (Vcum (i)) of the present passage of step (b) with the predetermined threshold volume (Vcig). If the accumulated volume reaches or exceeds the threshold volume (Vcig), the process continues in step (d), otherwise it returns to the beginning of step (b), namely to test the presence of a suction.
  • step b is completed
  • Step (c) The process detected at one of the passages in step (b) that suction continued or new aspiration started.
  • the suction power (Pasp (i)) and the voltage across the battery (Ubat (i)) are measured.
  • the resistance of the atomizer is warmed up and the LED is lit, always fed by a signal whose pulse width is modulated according to the suction power (MLI (Pasp (i)).
  • the value of the current temperature (Tres (i)) is assigned to the initial temperature (T prees (i + 1)) for the next step pass.
  • the atomizer In order to avoid overheating of the atomizer, its temperature can be controlled and its heating limited when the temperature exceeds a threshold value. The process therefore compares the temperature of the resistor (Tres (i)) to a threshold value (Tmax). If this value is exceeded, the heating of the atomizer is limited.
  • the aerosol volume generated (Vfum (i)) is determined as a function of the suction power (Pasp (i)) and the temperature of the resistor (Tres (i)). i)) or the threshold temperature (Tmax) if the temperature has exceeded this threshold.
  • step (c2) the cumulative volume (Vcum (i)) is calculated by adding to the previous cumulative volume (Vcum (i-1)) the aerosol volume generated (Vfum (i)) during the present passage of step (c).
  • step (c3) the cumulative volume (Vcum (i)) is compared with the threshold value (Vcig). If the threshold value is not reached, the process returns to the beginning of step (b), namely to test the presence of a suction, otherwise it goes to step (d).
  • Stage (d) is reached as soon as the cumulative volume (Vcum (i)) reaches or exceeds the threshold volume (Vcig) for this type of cigarette.
  • the process is complete and the e-cigarette goes into standby mode. It can only work again after being stored in its case and then out (see previous step). This gesture of taking the e-cigarette out of its case must make the vapoteur aware of the number of "cigarettes" he is smoking.
  • the positive act is constituted by the first aspiration after entering the standby mode.
  • the microprocessor continues to calculate the temperature of the resistor.
  • Step (a) and the first pass of step (b) are completed, the method passing directly to step (c) since it has detected a suction.
  • the microprocessor continues to calculate for each passage (i) of step (b) the temperature of the resistor (Tres (i)). It also calculates the fictitious volume (Vcn (i)) that it adds to the previous sum and compares the current sum to the threshold value (Vcig). If this threshold value is reached, the process goes to step (d), otherwise it returns to the beginning of step (b) and tests the presence of a suction.
  • Step (c) When an aspiration is detected, the process proceeds to step (c). Step (c)
  • the suction power (Pasp (i)) and the voltage across the battery (Ubat (i)) are measured.
  • the resistor and the LED are lit using a signal whose pulse width is modulated according to the power drawn (Pasp (i)).
  • the temperature is compared with the threshold value (Tmax) and heating of the resistor is limited if this temperature is reached or exceeded.
  • the volume of smoke generated (Vfum (i)) is calculated as a function of the suction power (Pasp (i)) and the temperature of the resistor (Tres (i)) or the threshold temperature (Tmax) if this threshold is reached or exceeded.
  • the cumulative volume (Vcum (i)) is calculated by adding to the previous cumulative volume (Vcum (i-1)) the volume of smoke generated (Vfum (i)) calculated for this portion of step (c). This cumulated volume (Vcum (i)) is compared with the threshold value (Vcig). If this value is reached or exceeded, the process continues in step (d), otherwise it returns to step (b) of detecting the presence of aspiration.
  • step (d) In order to prevent a vapoteur from circumventing the objective of the process, which is to make him aware that he is lighting up a new cigarette, it can be foreseen that the first aspiration that makes the e-cigarette pass from the sleep state to the activated state can not take place until some time has elapsed. It was therefore planned in step (d), before going into sleep mode to trigger a timer. As long as the accumulated duration between the switch to standby mode has not reached a threshold value (Tempol), it is not possible to pass the test of step (a), namely to detect the positive act, here the first aspiration. It is also planned to emit a signal at the beginning of the delay to inform the user or a third party, see a method of managing this delay. The drop in the resistance temperature continues to be calculated during the entire time delay (Tempol).
  • the process of Figure 6 is a variation of that of Figure 5.
  • This method is applied to an inhalation device for the administration of a drug.
  • the method no longer calculates fictitious volume (Vcn).
  • two timers Tempo2
  • regular reminder tcum a
  • tcumb a control of the cumulative duration of pauses between two aspirations
  • the control of the cumulative duration of the breaks serves to limit the time available to administer the drug.
  • the inhalation device automatically goes to sleep, even though the entire dose has not been administered.
  • the timers are used to prohibit the reactivation of the device as long as a minimum time interval has not elapsed since the last activation or the last standby. This allows you to control the time interval between two shots. These timers can be triggered at the end of the previous cycle as in the process of Figure 5, or at the beginning thereof.
  • a first time delay (Tempol) is triggered either when the drug intake is completed (Vcum (i) ⁇ Vcig), while a second time delay (Tempo2) is triggered when the cumulative duration of the breaks has exceeded the threshold duration (tcum b ⁇ tlim b ).
  • a signal is emitted not only during the passage of the device in standby mode, but also when the interval between two takes is completed.
  • the signal (Buzzer) emitted when switching to standby mode after taking the medicine completely (Vcum (i) ⁇ Vcig) may be different from that (Alarm2) when the time allowed to take the medicine is completed without all the dose was taken (tcumb ⁇ tlimb).
  • the method provides that when the inhaler device goes to sleep after the expiration of the allowed time to take a dose, then the second timer (Tempo2) takes into account the pause time (tcurrib (i)), and in particular that the duration of the second timer (Tempo2) is equal to the duration of the first timer (Tempol) less the cumulative duration of the pauses (tcurrib (i)).
  • step (a) and in the first step (b), the method controls whether a first aspiration is detected. As long as no aspiration is detected, the microprocessor continues to calculate the resistance temperature and monitors the time spent in this loop. As long as a first aspiration is not detected, the duration (t (i)) of each passage (i) is determined and the accumulation (tcum a (i)) calculated. Whenever this accumulation reaches or exceeds a threshold duration (tlim a ), a signal is emitted (Alarm a) and the cumulation is reset (tcum a (i) 0). In practice, all the passages of this stage have the same duration. Thus, the patient is regularly reminded to take his dose of medication if he has not already done so.
  • Step (a) and the first pass of step (b) are completed.
  • step (b3 ') the cumulative duration of the breaks (tcum (i)) is compared with a threshold duration (tlim). If the time allowed for taking the drug is not completed, the process returns to the beginning of step (b), that is to say to the aspiration detection test, otherwise it continues to step (d).
  • step (c) the cumulative pause time (tcurrib (i)) which controls the allowed time to take a dose is retained and remains unchanged.
  • a signal can be provided when the device goes into sleep mode after taking the whole dose (Vcum (i) ⁇ Vcig) and / or when the device goes into sleep mode at the end of the time authorized to take the dose without it being taken completely (tcurrib (i) ⁇ tlimb) and / or at the end of the interval between two doses (Tempol, Tempo2). These signals may be the same or different.
  • the signals emitted during the process may be sensory signals, such as light or acoustic signals, or be text messages or e-mail messages sent to the user or a third party, or signals intended for a management or communication process. control.
  • the method of the invention applied to a substitute of a tobacco product allows the vaper to find benchmarks close to those he had when consuming traditional tobacco products. Due to the extinction of the vaping device when it goes into sleep mode, it becomes aware of having finished a "cigarette". He is no longer at risk of unconscious overdose of nicotine, for example.
  • the device allows to control the interval between two shots as well as to limit the time allowed to take the drug. It facilitates the management of the administration of the drug.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle d'un dispositif de vapotage comprenant notamment une source de courant électrique, un réservoir pour un liquide à vaporiser, un atomiseur pour vaporiser le liquide en vue de générer un aérosol, un capteur d'aspiration et une unité de contrôle, le réservoir et l'atomiseur pouvant être combinés en un composant unique. Le procédé de l'invention se caractérise par les étapes suivantes : (a) test pour détecter l'activation du dispositif de vapotage, et passage à l'étape (b) lorsque le dispositif de vapotage est activé, (b) test pour détecter la présence de l'aspiration d'une bouffée, et passage à l'étape (c) dès que l'aspiration d'une bouffée est détectée, (c) surveillance d'un premier évènement de contrôle durant chaque bouffée, et retour à l'étape (b) si le premier évènement de contrôle ne s'est pas produit, ou continuation à l'étape (d) si le premier évènement de contrôle s'est produit, (d) mise en veille du dispositif de vapotage dès que le premier évènement de contrôle s'est produit, un aérosol pouvant être généré en cas d'aspiration lorsque le dispositif est activé, mais pas lorsqu'il est en veille.

Description

Description
Procédé de contrôle d'un dispositif de vapotage et dispositif de vapotage pour la mise en œuvre du procédé
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif d'inhalation de type vapotage muni de moyens de contrôle comprenant des moyens pour activer le dispositif de vapotage, des moyens pour déterminer un événement de contrôle et des moyens pour mettre en veille le dispositif de vapotage lorsque l'événement de contrôle s'est produit. L'invention concerne également un procédé de contrôle d'un tel dispositif.
Par dispositif de vapotage on comprend notamment les cigarettes électroniques ou e-cigarettes, les chichas électroniques, les cigares électroniques, les cigarillos électroniques, les pipes électroniques et de façon plus générale les dispositifs qui, en chauffant un liquide, dit e-liquide, génèrent un aérosol à inhaler et sont destinés notamment à être utilisés comme des produits de substitution aux produits contenant du tabac à fumer. Ils peuvent être utilisés également pour inhaler des produits à usage médical.
Technique antérieure
Les dispositifs de vapotage sont de plus en plus répandus et contribuent à faciliter le sevrage du tabac. Les différents dispositifs de vapotage fonctionnent de la même manière et ne se distinguent essentiellement que par leur forme extérieure. La suite de la description se fera sur l'exemple de l'e-cigarette, mais elle peut être transposée à tous les autres types de dispositifs de vapotage.
Ces dispositifs de vapotage comprennent généralement les éléments suivants : - une source d'énergie électrique telle qu'une batterie, une pile, voire un raccordement au secteur ;
- une cartouche contenant l'e-liquide servant à générer l'aérosol et contenant divers additifs tels que du propylène glycol, des arômes ou de la nicotine ;
- un atomiseur, généralement constitué d'une résistance chauffante destinée à vaporiser à basse température l'e-liquide provenant de la cartouche ; - un microprocesseur pour gérer les différents paramètres lors de l'utilisation du dispositif de vapotage ;
- un capteur de dépression qui détecte les moments où le vapoteur tire une bouffée et qui envoie un signal au microprocesseur pour qu'il mette en marche l'atomiseur ; et - une DEL qui sert soit simplement à indiquer que le dispositif de vapotage est activé soit à représenter un point d'incandescence simulant la combustion de tabac.
Il est courant que la cartouche et l'atomiseur soient combinés en un seul élément appelé « cartomiseur » ou « clearomiseur ». L'e-cigarette est généralement soit en mode veille lorsqu'elle n'est pas utilisée, soit en mode activé lorsque l'utilisateur s'en sert.
Le consommateur commence par remplir le réservoir ou le cartomiseur et s'assure que la batterie est suffisamment chargée. Soit il allume manuellement la cigarette électronique en appuyant sur un bouton, soit celle-ci se met automatiquement en marche lors de la première aspiration que le microprocesseur détecte à l'aide du capteur de dépression. Le microprocesseur active alors la résistance chauffante et allume la DEL. Dès que le liquide atteint environ 60 °C, il se forme un aérosol qui est aspiré par le vapoteur. Si le liquide contient une substance ayant un effet notoire, telle que de la nicotine, celle-ci est inhalée par le vapoteur. L'aérosol contenant la nicotine étant formé sans combustion, l'e- cigarette est considérée comme une bonne alternative aux cigarettes traditionnelles pour aider au sevrage du tabac.
Avec une cigarette traditionnelle, le fumeur reçoit une dose de nicotine à chaque bouffée jusqu'à ce que la cigarette ait été entièrement consumée. Certains fumeurs tirent frénétiquement et à intervalles rapprochés sur leurs cigarettes, d'autres au contraire aspirent moins fort et prennent leur temps, laissant la cigarette se consumer toute seule entre deux bouffées. Une même cigarette ne procure donc pas la même quantité de nicotine en fonction de la façon dont elle est fumée. Cependant, chacun, selon son mode de consommation, sait à peu près le nombre de cigarettes qu'il fume par jour. Une cigarette constitue donc une sorte d'unité de mesure propre à chacun.
Contrairement à une cigarette traditionnelle, une e-cigarette ne se consume pas. Il est donc possible de ne tirer que quelques bouffées de temps en temps, ce qui ne correspondrait qu'à une fraction de cigarette. Mais il est également possible d'en tirer bien plus de bouffées que cela n'aurait été possible avec une cigarette traditionnelle. Ainsi, les vapoteurs sont souvent confrontés au problème du « vapotage continu ». Il est par conséquent difficile de connaître avec précision la quantité de nicotine inhalée durant une journée. Un vapoteur peut donc se trouver en surdosage de nicotine sans vraiment s'en rendre compte. Il s'est avéré que l'e-cigarette facilitait l'arrêt de la cigarette traditionnelle, mais pas l'arrêt de la nicotine.
Certains fabricants ont donc conçu des e-cigarettes qui ne peuvent fonctionner que pendant certaines périodes bien définies. En dehors de ces périodes, l'e-cigarette reste inerte. Une autre solution consiste à exiger du vapoteur un acte positif de sa part pour qu'il prenne conscience de son geste. On citera par exemple la demande de brevet WO 2007 077 167 A1 qui décrit une cigarette électronique qui ne s'allume qu'après que le vapoteur l'a allumée à la flamme d'un briquet comme une cigarette traditionnelle.
L'objectif de l'invention est de rétablir les repères auxquels sont habitués les fumeurs de tabac afin de les aider à retrouver la notion de l'unité « cigarette ». Un autre objectif est de contrôler la dose de médicament absorbée par un patient lorsque le procédé est appliqué à un dispositif d'inhalation à usage médical ainsi que le respect des intervalles entre deux prises successives.
Exposé de l'invention
Ces objectifs sont atteints avec le procédé de contrôle de l'invention qui prévoit les étapes suivantes :
(a) test pour détecter l'activation du dispositif d'inhalation, et passage à l'étape (b) dès que l'activation du dispositif d'inhalation est détectée
(b) test pour détecter la présence de l'aspiration d'une bouffée, et passage à l'étape (c) dès que l'aspiration d'une bouffée est détectée,
(c) surveillance d'un premier événement de contrôle durant chaque bouffée, et retour à l'étape (b) si le premier événement de contrôle ne s'est pas produit, ou continuation à l'étape (d) si le premier événement de contrôle s'est produit,
(d) mise en veille du dispositif de vapotage,
un aérosol pouvant être généré en cas d'aspiration lorsque le dispositif est activé, mais pas lorsqu'il est en veille.
Il peut être utile d'informer l'utilisateur que le premier événement s'est produit. Pour cela, on peut prévoir qu'un signal soit émis à l'étape (d) lors de la mise en veille du dispositif. Ce procédé de contrôle peut être complété par un deuxième contrôle durant les pauses entre chaque bouffée. Pour cela, à l'étape (b), après chaque test ayant conclu à l'absence d'une aspiration, c'est-à-dire durant chaque pause entre deux bouffées successives ou entre l'activation et la première bouffée, un deuxième événement de contrôle, identique ou différent du premier événement de contrôle, est surveillé et le procédé continue directement à l'étape (d) si le deuxième événement de contrôle s'est produit.
Dans le domaine médical, il est courant que les médicaments doivent être administrés à des intervalles réguliers. Le non-respect de ces intervalles peut avoir des conséquences graves pour le patient, tant en cas de prises trop rapprochées qu'en cas dépassement de l'intervalle prescrit. Pour éviter des prises trop rapprochées, il peut être intéressant d'interdire la réactivation de l'inhalateur avant l'écoulement d'un certain intervalle entre deux prises. En prenant l'exemple d'un médicament devant être pris toutes les quatre heures, on peut prévoir une temporisation, dite temporisation de blocage, qui empêche la réactivation de l'inhalateur moins de quatre heures après la mise en veille précédente. Ce même principe peut s'appliquer à un dispositif de vapotage pour forcer le vapoteur à attendre un certain temps avant de recommencer à vapoter. Ainsi, le procédé peut prévoir que le dispositif d'inhalation ne puisse être activé à l'étape (a) qu'après qu'un intervalle de temps minimum, dit intervalle de blocage (Tempol , Tempo2), s'est écoulé depuis l'activation précédente à l'étape (a) ou la mise en veille précédente à l'étape (d) ou depuis qu'une action prédéfinie a été exécutée. Dans certains cas, notamment pour les médicaments, il est également possible de contrôler non pas la durée entre la mise en veille et la réactivation suivante, mais entre deux activations successives. Ainsi un patient commencerait à prendre une dose de médicament toutes les 4 heures par exemple, sans tenir compte du temps qu'il a pris pour prendre la dose précédente.
Toujours dans la perspective d'aider un patient à respecter les intervalles entre deux prises, il peut être utile de lui rappeler qu'il est temps qu'il prenne la dose suivante. Pour cela, on peut prévoir de déclencher une deuxième temporisation après expiration de la temporisation ayant empêché le dispositif d'inhalation de s'activer qui quand elle arrive à son terme déclenche l'émission d'un signal avertissant le patient qu'il n'a pas encore pris la dose actuelle. Cette temporisation peut se réamorcer automatiquement après chaque expiration jusqu'à ce que le dispositif d'inhalation soit activé, par exemple par une première aspiration. À cet effet, on peut prévoir qu'après expiration de l'intervalle de blocage (Tempol , Tempo2), un signal soit émis à intervalle régulier, dit intervalle de rappel (tlima), tant que le dispositif d'inhalation n'a pas été activé à l'étape (a).
Dans un exemple de réalisation privilégié de l'invention, il est prévu de déterminer le volume d'aérosol généré durant chaque aspiration, de cumuler ces volumes au fur et à mesure de la consommation du dispositif de vapotage ou d'inhalation et de comparer ce volume cumulé à un volume de référence correspondant au volume qu'aurait généré un dispositif de fumeur classique correspondant (cigarette, cigare, pipe, chicha, etc.) ou au volume correspondant à une dose de médicament. Dès que le volume cumulé atteint le volume de référence, le dispositif de vapotage se met en veille, indiquant ainsi au vapoteur qu'il a fini sa « cigarette » ou au patient qu'il a absorbé la dose prescrite. Le fait d'atteindre le volume de référence constitue le premier événement. Pour cela, l'étape (c) comprend les sous-étapes suivantes réalisées à chaque passage de l'étape (c) :
(c1 ) le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage (i) de l'étape (c) est déterminé,
(c2) le volume d'aérosol cumulé (Vcum(i)) est calculé en ajoutant au volume cumulé (Vcum(i-1 )) du précédent passage (i-1 ) d'étape (a, b ou c) le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage de l'étape (c), le volume cumulé (Vcum(0)) à l'activation du dispositif de vapotage ayant la valeur 0, et (c3) le volume cumulé (Vcum(i)) est comparé à un volume seuil (Vcig) prédéfini puis le procédé continue au début de l'étape (b), c'est-à-dire au test de la présence d'une aspiration, si le volume cumulé (Vcum(i)) est inférieur au volume seuil (Vcig), ou le procédé continue à l'étape (d) si le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig).
Lorsque le procédé est appliqué à des substituts du tabac, comme des cigarettes électroniques par exemple, on peut prévoir de calculer durant chaque pause un volume d'aérosol fictif correspondant au volume de fumée qu'aurait généré une cigarette traditionnelle par consumation lente entre deux aspirations. Ce volume fictif est ajouté au volume cumulé d'aérosol généré lors des aspirations, puis ce volume cumulé est comparé au volume seuil. Le dispositif de vapotage est mis en veille dès que le volume seuil est atteint. Il est donc possible que le dispositif de vapotage se mette en veille durant une pause. Pour cela, l'étape (b) peut comprendre les sous-étapes suivantes réalisées après chaque test de l'étape (b) ayant constaté l'absence d'aspiration, c'est-à-dire durant une pause entre deux aspirations successives : (b1 ) un volume fictif d'aérosol (Vcn(i)) est déterminé correspondant au présent passage (i) de l'étape (b),
(b2) le volume cumulé (Vcum(i)) des volumes d'aérosol générés précédemment lors des aspirations et des volumes fictifs générés précédemment lors des pauses est calculé en ajoutant au volume cumulé (Vcum(i-1 )) du précédent passage (i- 1 ) d'étape (a, b ou c) le volume fictif d'aérosol (Vcn(i)) du présent passage (i) de l'étape (b), le volume cumulé (Vcum(0)) à l'activation du dispositif de vapotage ayant la valeur 0,
(b3) le volume cumulé (Vcum(i)) est comparé au volume seuil (Vcig) prédéfini et le procédé continue au début de l'étape (b), c'est-à-dire au test de présence d'une aspiration, si le volume cumulé (Vcum(i)) est inférieur au volume seuil, ou le procédé continue à l'étape (d) si le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig). Dans la pratique, on pourra considérer que le volume fictif d'aérosol (Vcn(i)) par passage de l'étape (b) durant les pauses est constant (Vcn).
Le volume cumulé peut être calculé et comparé à la valeur seuil à la fin de chaque aspiration ou de chaque pause, chacun définissant un laps de temps, dont la durée varie d'une aspiration à l'autre et d'une pause à l'autre. Cependant, il est préférable calculer le volume cumulé (Vcum(i)) et de le comparer au volume seuil (Vcig) plusieurs fois par aspiration ou par pause. Cela permettra notamment de mettre en veille le dispositif de vapotage après une longue pause, sans attendre que le vapoteur tente de tirer une bouffée bien après que le volume de contrôle ait atteint la valeur seuil durant la dernière pause. Dans ce cas, les laps de temps dépendront de la fréquence de l'horloge présente dans l'unité de contrôle gérant le dispositif de vapotage.
Lorsque le procédé est utilisé pour administrer un médicament, le calcul d'un volume fictif de fumée n'a plus de sens. Par contre, il peut être intéressant de limiter le temps disponible pour prendre la dose de médicament. Si après un certain délai préfixé la quantité de médicament absorbée (Vcum(i)) n'a pas atteint la dose prescrite (Vcig), il peut être utile d'arrêter la prise du médicament et donc de mettre le dispositif d'inhalation en veille. Pour cela, on peut prévoir que l'étape (b) comprenne les étapes suivantes réalisées à chaque passage de l'étape (b) après chaque test ayant constaté l'absence d'une aspiration :
(bV) la durée (t(i)) du présent passage (i) de l'étape (b) est déterminée, (b2') la durée cumulée (tcurrib(i)) de tous les passages d'étape (b) durant lesquels le procédé constate l'absence d'aspiration est calculée en ajoutant à la durée cumulée (tcurrib(i-l )) du passage précédent (i-1 ) de l'étape (b), la durée (t(i)) du présent passage de l'étape (b), la durée cumulée (tcurrib(O)) au moment de l'activation du dispositif d'inhalation ayant la valeur 0,
(b3') la durée cumulée (tcurrib(i)) est comparée à une durée seuil (tlirrib) prédéfinie et le procédé continue au début de l'étape (b) si la durée cumulée (tcurrib(i)) est inférieure à la durée seuil (tlirrib), ou le procédé continue à l'étape (d) si la durée cumulée (tcurrib(i)) est supérieure ou égale à la durée seuil (tlirrib).
Dans la pratique, on pourra considérer que la durée (t(i)) d'un passage de l'étape (b) durant les pauses est constante (t).
Il est préférable de calculer la durée cumulée (tcumb(i)) et de la comparer à la durée seuil (tlirrib) plusieurs fois par pause. Cela permettra notamment de mettre en veille le dispositif d'inhalation après une longue pause, sans attendre que le patient tente de tirer une nouvelle bouffée bien après la précédente. Dans ce cas, les durées (t(i)) de chaque passage de l'étape (b) pourront être définies de façon à être toutes identiques. Étant donné que le dispositif d'inhalation passera en état de veille sans que la quantité de médicament absorbée (Vcum(i)) ait atteint la dose prescrite (Vcig), il est préférable que le patient, un tiers en charge du contrôle de la bonne prise des médicaments ou un procédé de surveillance soit informé de ce défaut de prise par l'émission d'un signal.
On peut prévoir également une temporisation pour empêcher le patient de réactiver le dispositif d'inhalation avant qu'un certain intervalle de temps se soit écoulé depuis la mise en veille ou la dernière activation. Ainsi, première temporisation de blocage (Tempol ) peut être prévue après la mise en veille à l'étape (d) lorsque le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig), et une deuxième temporisation de blocage (Tempo2) peut être prévue après la mise en veille à l'étape (d) après expiration de la durée seuil de contrôle (tlirrib), la durée de la deuxième temporisation (Tempo2) étant de préférence égale à la durée de la première temporisation (Tempol ) diminuée de la durée seuil de contrôle (tlimb).
Les volumes d'aérosol générés peuvent être mesurés ou estimés à l'aide de paramètres plus facilement mesurables. Par exemple, on peut prévoir à l'étape (d ) de déterminer la puissance d'aspiration (Pasp(i)) du présent passage (i) de l'étape (c), de préférence à l'aide d'un capteur d'aspiration, et/ou de déterminer la température de l'atomiseur (Tres(i)) du présent passage (i) de l'étape (c), puis de calculer le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage (i) de l'étape (c) en fonction de la puissance de l'aspiration (Pasp(i)) et/ou de la température de l'atomiseur (Tres(i)).
Afin d'éviter que la température de l'atomiseur ne dépasse une certaine température seuil au-delà de laquelle des produits nocifs pourraient se dégager, il est préférable à chaque passage (i) de l'étape (c) durant les aspirations, de déterminer la température de l'atomiseur (Tres(i)) puis de la comparer à une valeur seuil (Tmax), le chauffage de l'atomiseur étant limité si la température de l'atomiseur (Tres(i)) est supérieure à la valeur seuil (Tmax).
La température de l'atomiseur peut être soit mesurée soit déterminée à l'aide d'autres paramètres facilement mesurables ou déterminables. Or, plus l'aspiration est puissante, plus le chauffage de l'atomiseur est important et plus la température s'élève. Quand la place dans le dispositif d'inhalation ou sa configuration le permettent, il est préférable de faire appel à un capteur de température. Cependant, dans les dispositifs de vapotage, il est difficile d'utiliser un tel capteur. En effet, le cartomiseur est une pièce interchangeable qui se visse dans la cigarette électronique. Il n'est donc pas aisé d'assurer le contact entre un capteur de température situé à l'intérieur du cartomiseur et le microprocesseur de l'e- cigarette. Dans ce cas, il est préférable d'estimer la température en fonction d'une part de la température initiale et d'autre part de la puissance d'aspiration, de la durée de l'aspiration et de la tension aux bornes de la source d'énergie. Ainsi, il est possible de prévoir les étapes suivantes :
après activation du dispositif de vapotage,
la température de l'atomiseur est fixée à une valeur prédéterminée (Tres(0)) ; puis durant chaque aspiration, à chaque passage (i) de l'étape (c),
la puissance d'aspiration (Pasp(i)) est déterminée, de préférence à l'aide d'un capteur d'aspiration,
- la tension (Ubat(i)) aux bornes de la source de courant électrique est mesurée,
- la température de l'atomiseur (Tres(i)) est déterminée d'une part en fonction de la température de l'atomiseur (Tres(i-1 )) au passage précédent (i-1 ) d'étape (a, b ou c) et d'autre part en fonction de la puissance d'aspiration (Pasp(i)) et de la tension aux bornes de la source d'énergie (Ubat(i)) ;
durant chaque pause entre deux aspirations et/ou lors du mode veille, à chaque passage
(i) de l'étape (a) ou (b), la température de l'atomiseur (Tres(i)) est déterminée en fonction de la température de l'atomiseur (Tres(i-1 )) au passage précédent (i-1 ) d'étape (a, b ou c).
Les dispositifs de vapotage sont généralement munis d'une source lumineuse, telle qu'une DEL, pour indiquer au vapoteur que son dispositif est activé. Il est préférable que cette source de lumière soit allumée durant chaque aspiration. L'intensité lumineuse de la source lumineuse à chaque passage (i) de l'étape (c) peut dépendre de la puissance d'aspiration (Pasp(i)) et/ou la source lumineuse peut s'éteindre progressivement à la fin de chaque aspiration et/ou la source lumineuse peut être alimentée par un signal dont la largeur d'impulsion est modulée (MLI).
L'activation du dispositif de vapotage à l'étape (a) peut être déclenchée par exemple en appuyant sur un interrupteur et/ou automatiquement en sortant le dispositif de vapotage d'un étui et/ou lors de la première aspiration et/ou après qu'une source de chaleur, de préférence une flamme, ait été approchée d'un détecteur présent dans le dispositif de vapotage. Si l'activation est déclenchée par une première aspiration, alors la première pause, temps passé entre l'activation et la première aspiration, est directement finie.
Le chauffage de l'atomiseur peut être commandé par un signal dont la largeur d'impulsion est modulée (MLI).
Afin d'empêcher le vapoteur de contourner le procédé de contrôle en réactivant le dispositif de vapotage dès qu'il s'est mis en veille, il est préférable que l'activation du dispositif de vapotage à l'étape (a) ne puisse être déclenché qu'après qu'un intervalle de temps minimum s'est écoulé depuis la mise en veille précédente ou qu'après qu'une action prédéfinie a été exécutée. On pourra par exemple prévoir qu'il faut ranger le dispositif de vapotage dans un étui.
Lorsque l'activation du dispositif d'inhalation à l'étape (a) est déclenchée en sortant le dispositif d'inhalation d'un étui, il peut être préférable de prévoir un compteur qui est incrémenté à chaque fois que le dispositif d'inhalation est rentré dans l'étui après qu'au moins une aspiration a été détectée. Dans ce cas, le compteur peut être réinitialisé une fois par jour et la valeur du compteur peut être affichée sur un écran placé sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui. De façon plus générale, il est préférable de prévoir un compteur qui est incrémenté à chaque fois que le procédé passe par l'étape (d). Ce compteur peut être réinitialisé une fois par jour et la valeur du compteur peut être affichée sur un écran placé sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui.
L'invention concerne également un dispositif de vapotage comprenant une source de courant électrique, un réservoir pour un liquide à vaporiser, un atomiseur pour vaporiser le liquide en vue de générer un aérosol, un capteur d'aspiration et une unité de contrôle, le réservoir et l'atomiseur pouvant être combinés en un composant unique. Le dispositif de l'invention se caractérisé par le fait que l'unité de contrôle est munie de moyens pour mettre en œuvre le procédé de l'invention.
Le dispositif d'inhalation est de préférence muni d'un écran conçu pour afficher des données statistiques, par exemple des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) durant une unité de temps prédéfinit ou le nombre de fois où le procédé est passé par l'étape (d) par une unité de temps, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) par jour ou des informations sur le nombre de fois par jour où le procédé est passé par l'étape (d). Il s'agit ici d'informer le vapoteur du nombre d'« équivalents cigarette » vapoté dans la journée, ou le patient du nombre de doses absorbées dans la journée. On peut prévoir d'indiquer le cumul journalier des volumes d'aérosol réellement absorbés, ce qui est utile lorsqu'il s'agit de savoir la quantité quotidienne de nicotine ou la quantité de médicament absorbée, ou le cumul journalier des volumes absorbés et des volumes fictifs lorsque le vapoteur doit se référer à un « équivalent cigarette ».
Le dispositif de vapotage peut être fourni avec un étui dans lequel il peut être rangé. Cet étui peut servir simplement de boîte de rangement et de rechargement. Il peut aussi servir au contrôle de la consommation de l'e-cigarette. Dans ce cas, on peut prévoir un écran sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui. Cet écran peut être conçu pour afficher des données statistiques, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) durant une unité de temps prédéfini ou le nombre de fois où le procédé est passé par l'étape (d) par une unité de temps, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) par jour ou des informations sur le nombre de fois où le procédé est passé par l'étape (d) par jour. Ici aussi, on peut prévoir d'indiquer le cumul journalier des volumes d'aérosol réellement absorbés, ce qui est utile lorsqu'il s'agit de savoir la quantité quotidienne de nicotine ou la quantité de médicament absorbée, ou le cumul journalier des volumes absorbés et des volumes fictifs lorsque le vapoteur doit se référer à un « équivalent cigarette ».
De façon plus générale, on peut prévoir de munir le dispositif d'inhalation d'un compteur qui est incrémenté à chaque fois que le procédé passe par l'étape (d). Dans ce cas, le compteur est de préférence réinitialisé une fois par jour et la valeur du compteur est de préférence affichée sur un écran placé sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui.
Description sommaire des dessins
Un exemple de réalisation du procédé selon l'invention est décrit ci-dessous à l'aide des figures suivantes :
Figure 1 Schéma de principe d'une e-cigarette ;
Figure 2 logigramme de base du procédé de contrôle selon l'invention ;
Figure 3 logigramme de base amélioré ;
Figure 4 logigramme détaillé pour une activation par sortie d'un étui ;
Figure 5 logigramme détaillé pour une activation par première aspiration ;
Figure 6 logigramme détaillé pour l'administration d'un médicament avec une activation par première aspiration ;et
Figure 7 logigramme détaillé pour une activation par un autre acte positif (allumage à la flamme, appui sur un bouton, etc.).
Manières de réaliser l'invention L'invention concerne un dispositif d'inhalation électronique de type vapotage. Par dispositif de vapotage, on comprend un générateur d'aérosol servant de substitut à un produit du tabac, tel qu'une cigarette, un cigare, un cigarillo, une pipe ou une chicha. Parmi ces dispositifs de vapotage, on compte notamment les cigarettes électroniques (ou e- cigarettes), les cigarillos électroniques, les cigares électroniques, les pipes électroniques et les chichas électroniques. Le procédé s'applique également à l'administration de médicaments sous forme d'un aérosol généré par évaporation d'un liquide. Par simplification, le dispositif d'inhalation sera désigné par la suite « dispositif de vapotage » ou « e-cigarette », sans que ce terme soit limitatif. Tous ces dispositifs de vapotage (1 ) ont sensiblement les mêmes éléments et se distinguent les uns des autres essentiellement par leur forme extérieure. Ils comprennent notamment :
une source de courant électrique (2),
- un réservoir pour un liquide à vaporiser (couramment appelé e-liquide),
un atomiseur pour vaporiser le liquide en vue de générer un aérosol,
un capteur d'aspiration (3) et
une unité de contrôle (4) munie d'un microprocesseur et d'une horloge. II est courant que le réservoir et l'atomiseur soient combinés en un composant unique appelé couramment « cartomiseur » ou « clearomiseur » (5). Ces éléments ont pour fonction de transformer le liquide en aérosol. Pour cela, ils sont munis d'une source de chaleur, par exemple une résistance chauffante (51 ). Cette source de chaleur est mise en marche durant l'aspiration. Plus l'aspiration dure longtemps, plus la source de chaleur s'échauffe et plus le volume d'aérosol généré est important. Dans le cas notamment des dispositifs servant de substitut du tabac, le cartomiseur est une pièce amovible qui se visse dans le corps de l'e-cigarette. En effet, les e-liquides étant souvent parfumés, il est préférable pour éviter les mélanges d'avoir un cartomiseur par parfum ou même par concentration de nicotine.
Généralement, la source de courant électrique est une batterie rechargeable (2). Mais, elle peut aussi être constituée d'une pile, voire même d'une source extérieure, telle que le courant du secteur. Afin de montrer au vapoteur que le dispositif de vapotage est en train de chauffer, celui-ci est souvent muni d'une source lumineuse, telle qu'une DEL (6), qui s'allume lorsque le vapoteur aspire une bouffée et que l'atomiseur ou le cartomiseur est alimenté par la source de courant. Cette DEL peut être placée à l'extrémité opposée à l'embout buccal et simuler la braise du tabac en train de se consumer.
La figure 1 montre à titre d'exemple une cigarette électronique, ou e-cigarette, avec ses différents composants. La suite de la description est faite à l'exemple d'une telle e- cigarette. Cependant, le procédé pourrait être transposé à n'importe quel autre type de dispositif de vapotage ou plus généralement à n'importe quel type de dispositif d'inhalation électronique conçu pour générer un aérosol par vaporisation d'un liquide. Après allumage à la flamme, une cigarette traditionnelle se consume jusqu'à épuisement du tabac. La consumation se fait soit de façon accélérée lorsque le fumeur aspire une bouffée, soit de façon plus lente entre deux bouffées. Il se dégage donc des volumes de fumée dus à l'aspiration et des volumes de fumée dus à la consumation lente. Le volume de fumée dû à l'aspiration dépend de la durée et de la puissance de l'aspiration. Par ailleurs, plus la puissance d'aspiration est importante, plus la température de la braise est élevée et plus le volume de fumée généré est important. La quantité de tabac restant diminue en conséquence. La consumation lente, quant à elle, est régulière et dépend uniquement de la durée de la pause.
L'objectif de l'invention est de réaliser un procédé de contrôle d'une e-cigarette qui se rapproche de ce processus de consumation d'une cigarette traditionnelle. On se fixe un premier événement à contrôler, et dès que ce premier événement s'est produit, le microprocesseur provoque la mise en veille de l'e-cigarette. Le contrôle de ce premier événement peut se faire lors des aspirations (figure 2). Ce procédé de base se caractérise donc par les étapes suivantes :
(a) test pour détecter l'activation du dispositif d'inhalation, et passage à l'étape (b) dès que l'activation du dispositif d'inhalation est détectée,
(b) test pour détecter la présence de l'aspiration d'une bouffée, et passage à l'étape (c) dès que l'aspiration d'une bouffée est détectée,
(c) surveillance d'un premier événement de contrôle durant chaque bouffée, et retour à l'étape (b) si le premier événement de contrôle ne s'est pas produit, ou continuation à l'étape (d) si le premier événement de contrôle s'est produit,
(d) mise en veille du dispositif d'inhalation,
un aérosol pouvant être généré en cas d'aspiration lorsque le dispositif est activé, mais pas lorsqu'il est en veille.
On peut également fixer un deuxième événement à contrôler, identique ou différent du premier, et dès que ce deuxième événement s'est produit, le microprocesseur provoque la mise en veille de l'e-cigarette. Le contrôle de ce deuxième événement peut se faire durant les pauses entre deux aspirations successives (figure 3). Dans le logigramme de la figure 3, le premier contrôle du procédé de base (surveillance d'un premier événement à l'étape c) est complété par un deuxième contrôle durant les pauses entre chaque bouffée. Pour cela, à l'étape (b), après chaque test ayant conclu à l'absence d'une aspiration, c'est-à-dire durant chaque pause entre deux bouffées successives ou entre l'activation et la première bouffée, un deuxième événement de contrôle, identique ou différent du premier événement de contrôle, est surveillé et le procédé continue directement à l'étape (d) si le deuxième événement de contrôle s'est produit.
Un premier objectif de l'invention est que l'e-cigarette se mette en veille après que l'équivalent de la consumation d'une cigarette traditionnelle est atteint. Il est donc prévu de déterminer un événement traduisant la consumation totale du tabac de la cigarette traditionnelle. Ici le même événement est contrôlé lors des aspirations et lors des pauses.
Un autre objectif de l'invention est de réaliser un procédé de contrôle d'un inhalateur électronique servant à administrer des doses précises de médicaments. On se fixe un événement à contrôler (administration de la dose fixée) et dès que cette dose est atteinte, le microprocesseur provoque la mise en veille du dispositif d'inhalation (figure 2). Ici, le contrôle de la quantité administrée ne se fait que lors des aspirations. Par contre, on peut prévoir la mise en veille automatique après une pause trop longue ou une durée d'administration trop longue (figure 3). Dans ce cas, le premier événement contrôlé (dose à administrer) est différent du deuxième événement contrôlé (durée de pause trop longue).
En fonction des applications envisagées, ou de la complexité souhaitée, différents paramètres peuvent être pris en compte par le procédé.
Une première variante destinée aux dispositifs d'inhalation servant de substitut du tabac peut prévoir que l'étape (c) comprenne les sous-étapes suivantes :
(d ) le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant la présente étape (c) est déterminé, (c2) le volume d'aérosol cumulé (Vcum(i)) est calculé en ajoutant au volume cumulé (Vcum(i-1 )) durant l'étape (c) précédente le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant la présente étape (c), sachant que le volume cumulé (Vcum(0)) au moment de l'activation du dispositif d'inhalation a la valeur 0, et
(c3) le volume cumulé (Vcum(i)) est comparé à un volume seuil (Vcig) prédéfini puis le procédé continue au début de l'étape (b) si le volume cumulé (Vcum(i)) est inférieur au volume seuil (Vcig) ou le procédé continue à l'étape (d) si le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig).
Ce procédé simple ne prend en considération que les volumes d'aérosol effectivement générés. Dans un premier mode de réalisation simple, le premier événement à surveiller à l'étape (c) et le deuxième événement à surveiller à l'étape (b) peuvent être un temps d'utilisation préfixé. Dès que le temps d'utilisation est atteint, l'e-cigarette se met en veille. Le temps d'utilisation peut correspondre au temps moyen nécessaire pour fumer une cigarette traditionnelle. On fixe donc un certain nombre d'unités de temps. Quand toutes ces unités de temps sont épuisées, l'e-cigarette se met en veille. Dans une variante de réalisation, on peut prévoir qu'une aspiration consomme plus d'unités de temps qu'une pause. D'autres exemples de tels procédés sont présentés dans les logigrammes des figures
4 à 7. Ces procédés plus complexes déterminent non seulement le volume d'aérosol généré lors de chaque aspiration, mais également (i) le volume d'aérosol fictivement généré lors de chaque pause, (ii) le temps de pause et/ou (iii) le temps entre deux activations successives ou entre la mise en veille et l'activation suivante.
Entre deux aspirations, une e-cigarette ne consomme pas d'e-liquide et ne génère aucun aérosol, alors qu'une cigarette traditionnelle se consume lentement, diminuant la quantité disponible de tabac à fumer. On peut donc de façon similaire calculer, dans une variante de réalisation, des volumes fictifs d'aérosol en plus des volumes d'aérosol effectivement générés durant les aspirations. Durant tout le procédé, on cumule les volumes d'aérosol générés et les volumes fictifs, puis on compare ce volume cumulé à un volume seuil correspondant au volume total de fumée qu'une cigarette traditionnelle est susceptible de fournir. Dès que le volume cumulé atteint ou dépasse ce volume seuil, l'e- cigarette est mise en veille.
Le procédé pourrait calculer les volumes d'aérosol générés et le volume fictif à la fin de chaque aspiration ou de chaque pause puis calculer le cumul et ne le comparer à la valeur seuil qu'à la fin de chaque aspiration et de chaque pause. L'inconvénient de cette solution réside notamment dans le fait que si le vapoteur a oublié son e-cigarette, celle-ci se trouve au stade d'une pause et ne se mettra pas en veille, faute de passer le test du volume cumulé. Il est donc préférable de faire les calculs et les tests en permanence.
Pour cela, le microprocesseur est cadencé par l'horloge. Le nombre de cycles d'horloge dépend de la fréquence de celle-ci. Pour une fréquence 25 Hz, il y a 25 cycles d'horloge par seconde. Autrement dit, l'horloge donne une impulsion tous les 1/25ème de seconde. Le microprocesseur va utiliser un ou plusieurs cycles d'horloge pour effectuer un calcul, réaliser un test ou mesurer une grandeur physique. Par conséquent, chaque case d'un logigramme va nécessiter un certain nombre de cycles d'horloge. Le microprocesseur met donc un certain temps (laps de temps) pour passer d'un point particulier à un autre point particulier du logigramme et parcourir une suite d'instructions correspondant à une certaine étape du procédé. La durée de ces laps de temps dépend de chaque étape. Le procédé va parcourir sans cesse le logigramme, même quand il est en veille en attente d'une activation. Ainsi, le procédé passera à chaque aspiration X fois la succession d'étape
(b) Aspiration = oui et (c) calcul du volume aspiré + calcul du cumul et retour au test d'aspiration, puis il passera X fois le test de l'étape (b) Aspiration lors d'une pose. Pour des raisons de clarté, on attribue au passage de chaque étape actuelle la valeur (i), qu'il s'agisse d'une étape (a), (b) ou (c), l'étape (a), (b) ou (c) précédente étant l'étape (i-1 ). Une étape (a) peut suivre une étape (a) ou une étape (d), une étape (b) peut suivre une étape (a), une étape (b) ou une étape (c), et une étape (c) peut suivre une étape (b) ou une étape (c), voire une étape (a) quand les étapes (a) et (b) sont combinées. Par conséquent l'étape (i- 1 ) précédent ou l'étape (i+1 ) suivant l'étape actuelle (i) n'est pas nécessairement la même étape. On utilisera donc dans la suite le terme général « passage d'étape » pour parler du passage de l'une des étapes.
Après l'activation de l'e-cigarette, le processeur va tester la présence d'une aspiration jusqu'à ce qu'il en détecte une.
Le volume fictif (Vcn(i)) généré à chaque passage (i) par l'étape (b) ayant constaté l'absence d'une aspiration (donc durant une pause) est sensiblement constant. Il est fixé à une valeur de référence (Vcn). Le volume d'aérosol généré à chaque passage (i) par l'étape (c) lors d'une aspiration dépend de la puissance de l'aspiration (Pasp(i)) et de la température de la résistance (Tres(i)), tous les deux mesurés pour ce passage (i) de l'étape
(c) . Durant les pauses ou en mode veille, la résistance se refroidit d'autant plus que la pause est longue. Au début d'une aspiration, la résistance n'a par conséquent pas toujours la même température suivant s'il s'agit d'une première aspiration (température de départ = température ambiante), d'une aspiration faisant suite à une pause de durée moyenne (température résiduelle faible) ou d'une aspiration très rapprochée de la précédente (température résiduelle élevée). Par ailleurs, plus la durée de l'aspiration est longue, plus la résistance chauffe. Il est donc préférable de tenir compte de la température de la résistance dans la détermination du volume d'aérosol généré. Cette température (Tres(i)) peut être mesurée directement à l'aide d'un capteur ou être estimée à l'aide d'autres paramètres plus facilement mesurables. Par exemple, la température (Tres(i)) durant l'aspiration peut être estimée à l'aide de la température estimée au passage d'étape précédent (i-1 ) (Tpréres = Tres(i-1 )) à laquelle on ajoute un facteur dépendant de la puissance d'aspiration (Pasp(i)) et de la tension aux bornes de la batterie (Ubat(i)) lors du présent passage (i) de l'étape (c). La température (Tres(i)) durant une pause est estimée en fonction de la température estimée au passage d'étape précédent (i-1 ) (Tpréres = Tres(i- 1 )) à laquelle on retranche un facteur dépendant de la température estimée au passage d'étape précédent (i-1 ) (Tpréres = Tres(i-1 )). On comprend que le passage d'étape précédent (i-1 ) peut être un passage d'étape (a), un passage d'étape (b) ou un passage d'étape (c).
Pour ces calculs et estimations, on réalise des tableaux ou des abaques qui indiquent par passage d'étape (i), la valeur estimée en fonction des paramètres variables retenus. Par exemple, pour l'estimation de la température de la résistance (Tres(i)) durant une aspiration, on ajoute à la température initiale (Tpréres = Tres(i-1 )) estimée au passage d'étape précédent (i) un delta de température lu dans le tableau en fonction de la tension aux bornes de la batterie et de la puissance aspirée (Pasp(i)). On obtient une nouvelle température estimée (Tres(i)) pour le présent passage d'étape (i) qui à son tour sert de température initiale estimée (Tpréres(i+1 ) = Tres(i)) pour le passage d'étape suivant (i+1 ). Durant une pause, on soustrait à la température initiale (Tpréres = Tres(i-1 )) estimée au passage d'étape précédent un delta de température lu dans un tableau en fonction de la température initiale (Tpréres = Tres(i-1 )). On obtient ainsi une nouvelle température estimée (Tres(i)) pour ce passage d'étape (i), qui à son tour sert de température initiale (Tpréres(i+1 ) = Tres(i)) pour le passage d'étape suivant (i+1 ). La température initiale à l'activation de l'e- cigarette est fixée à une valeur prédéterminée (Tini). De là, la température reste à cette valeur jusqu'à la première aspiration. Elle augmente alors tous les passages de l'étape (c) d'un delta variable lu dans le tableau des aspirations jusqu'à la fin de l'aspiration. À la fin de l'aspiration, la température de fin d'aspiration est diminuée tous les passages de l'étape (b) sans aspiration d'un delta variable lu dans le tableau des pauses jusqu'au début de l'aspiration suivante. Il en est de même durant le mode veille jusqu'à atteindre une valeur seuil, par exemple la température initiale (Tini). Ce contrôle durant le mode veille permet, si un vapoteur réactive l'e-cigarette très rapidement après sa mise en veille, de tenir compte de la température résiduelle de la résistance qui n'a pas eu le temps de complètement refroidir. Le contrôle recommence à la température résiduelle et non pas à la température initiale et une surchauffe peut être évitée. On procède de façon similaire pour le calcul des volumes d'aérosol. À l'activation de l'e-cigarette, le volume d'aérosol généré (Vfum(0)) et le volume cumulé (Vcum(0)) sont mis à zéro. À chaque passage (i) de l'étape (c) durant l'aspiration, le volume généré (Vfum(i)) est calculé sur la base d'une valeur lue dans un tableau de volumes générés en fonction de la puissance aspirée (Pasp(i)) et de la température de la résistance (Tres(i)). Ce volume généré (Vfum(i)) est ajouté au volume cumulé (Vcum(i-1 )) calculé lors du passage d'étape précédent de l'étape (b) ou (c) (i-1 ). Pour les pauses, le volume fictif (Vcn) est constant pour chaque passage de l'étape (b) constatant l'absence d'aspiration si les laps de temps nécessaires au passage de ces étapes (b) ont des durées identiques. Le volume cumulé à la fin du passage d'une étape (b) sans aspiration est donc augmenté de (Vcn).
La température de la résistance peut également servir à limiter le chauffage de l'atomiseur pour éviter une surchauffe de l'e-liquide qui pourrait conduire à générer des produits nocifs. On peut donc prévoir durant les contrôles lors des aspirations de comparer la température de la résistance (Tres(i)) à une valeur seuil (Tmax). Si la température (Tres(i)) est supérieure à la valeur seuil (Tmax), alors le chauffage de l'atomiseur est limité pour que cette température seuil (Tmax) ne soit pas dépassée.
Dans la pratique, le chauffage de la résistance se fait par modulation de largeur d'impulsion (MLI) en fonction de la puissance d'aspiration. Plus l'aspiration sera puissante, plus la largeur de l'impulsion sera grande et plus la résistance chauffera. On utilisera une fréquence bien plus grande que pour la réalisation du procédé. Par exemple, on pourra choisir une fréquence 1 000 Hz pour la modulation. Si le dispositif de vapotage est muni d'une source lumineuse, telle qu'une DEL, celle- ci est allumée durant chaque aspiration. On peut également prévoir que l'intensité lumineuse de la DEL soit d'autant plus importante que l'aspiration est forte. Pour cela, l'alimentation de la DEL pourra se faire, comme celle de la résistance, par MLI en fonction de la puissance d'aspiration. Ici encore, plus l'aspiration sera puissante, plus la largeur d'impulsion sera grande et plus la DEL brillera. Cette fonction simule la braise d'une cigarette qui est plus ou moins lumineuse en fonction de la puissance de l'aspiration. En choisissant une fréquence de modulation de 1 000 Hz, on est sûr que l'œil ne verra pas la succession très rapide des phases allumées et phases éteintes. On peut également prévoir que la DEL ne s'éteigne pas directement à la fin de l'aspiration, mais qu'elle s'éteigne progressivement. Le dispositif de vapotage peut être activé de différentes façons. On peut prévoir un interrupteur. On peut également prévoir que l'e-cigarette ne puisse s'activer qu'après qu'elle a été sortie d'un étui destiné à cet effet. Cela nécessite donc que l'e-cigarette soit rerangée dans son étui entre deux utilisations. Pour cela, on peut prévoir que l'e-cigarette communique en « full-duplex » avec l'étui lorsqu'elle est insérée dedans. L'e-cigarette peut par exemple recevoir des données de l'étui par la tension de recharge, par modulation d'amplitude tandis que l'e-cigarette transmet ses données vers l'étui par exemple par impulsions lumineuses à l'aide de la diode. Dans ce cas, l'étui est muni d'un capteur optique. Il va de soi que tout autre mode de communication peut être envisagé, comme la communication radio ou par induction. Quand l'e-cigarette est rangée dans l'étui, elle transmet toutes ses données dans une mémoire située dans l'étui. Un écran peut être prévu sur l'étui pour afficher certaines données, telles que par exemple le nombre d'e-cigarettes vapotées dans la journée. Un tel écran peut être prévu également directement sur l'e- cigarette. L'étui lui-même peut communiquer avec une unité centrale, telle qu'un smartphone ou un ordinateur, pour permettre une exploitation plus poussée des informations. L'écran permet d'afficher des données statistiques, telles que par exemple le nombre d'e-cigarettes fumées dans la journée, la quantité de médicament ou de nicotine absorbée dans la journée. L'unité de temps peut être la journée, la semaine, le mois, ou toute autre unité significative pour le vapoteur ou le patient.
Une autre solution consiste à activer l'e-cigarette à la première aspiration, ou bien encore lorsqu'une source de chaleur, par exemple la flamme d'un briquet, est approchée d'un détecteur de chaleur situé dans l'e-cigarette. On maintient ainsi le geste d'« allumer » une cigarette. Dans tous les cas, il faut un acte volontaire du vapoteur qui lui fait prendre conscience qu'il commence une nouvelle e-cigarette.
Il est également possible de prévoir que l'e-cigarette ne puisse pas se réactiver tant qu'un certain temps ne s'est pas écoulé depuis la dernière mise en veille ou depuis la dernière activation. On évite ainsi un contournement de l'objectif du procédé.
On voit donc que les étapes se succèdent et se répètent plusieurs fois.
Le logigramme de la figure 4 est maintenant expliqué plus en détail. Dans ce logigramme il est prévu comme acte positif de sortir la cigarette de son étui. Cela signifie aussi qu'il faut la remettre dans son étui lorsqu'elle est passée en mode veille. Étape préalable
Au début, soit lors de l'achat, soit suite à la fin d'un cycle précédent, l'e-cigarette est en mode veille. Il n'est pas possible de générer d'aérosol, même en aspirant une bouffée.
L'ace positif dans cet exemple de réalisation consiste à sortir l'e-cigarette de son étui. Cela signifie donc qu'il faut qu'elle ait été placée préalablement dedans, soit au moment de l'achat, soit à la fin du cycle précédent. Il y a donc une première boucle consistant à tester la présence de l'e-cigarette dans son étui. Tant que le micro-processeur (l'unité de contrôle) constate que l'e-cigarette n'est pas dans son étui, il continue à calculer la température de la résistance qui est peut-être en train de se refroidir si son passage en mode veille est récent, ou qui a atteint la valeur seuil inférieure (Tini).
Étape (a)
La première étape consiste à activer l'e-cigarette, qui pour l'instant est en mode veille, si un acte positif prédéfini a été détecté. À intervalles réguliers dépendant de la fréquence du microprocesseur, la réalisation de cet acte positif est testée jusqu'à ce qu'il se soit produit. Dans le présent exemple, l'acte positif consiste à sortir l'e-cigarette de son étui.
Tant que le micro-processeur constate que l'e-cigarette n'est pas sortie de son étui, il continue à calculer la température de la résistance.
Quand il constate que l'e-cigarette est sortie de l'étui, l'e-cigarette est activée et le volume cumulé (Vcum(0)) est remis à zéro.
L'étape (a) du procédé est achevée.
1er franchissement de l'étape (b)
Le procédé surveille alors si une aspiration est en cours. Ce test se répète jusqu'à ce qu'une aspiration soit détectée. Tant que le micro-processeur constate l'absence d'aspiration, il continue à calculer la température de la résistance. Dès qu'une aspiration est détectée, le premier franchissement de l'étape (b) du procédé est achevé et le premier passage de l'étape (c) commence. Il faut donc généralement plusieurs passages de l'étape (b) sans aspiration avant de franchir cette étape (b) et atteindre pour la première fois l'étape
(c) .
1er passage de l'étape (c)
Pour simplifier l'explication du logigramme, on va fixer i = 1 pour le premier passage de l'étape (c) suivant la première aspiration, ignorant ainsi (pour cette explication) tous les passages des étapes (a) et (b) précédents le premier passage à l'étape (c). Durant le premier passage de l'étape (c) (i = 1 ) de cette première aspiration, la puissance d'aspiration (Pasp(1 )) et la tension aux bornes de la batterie (Ubat(1 )) sont mesurées .La résistance de l'atomiseur est mise en chauffe et la DEL est allumée. Pour cela, ces deux composants sont alimentés par un signal dont la largeur d'impulsion est modulée en fonction de la puissance d'aspiration (MLI(Pasp)). Plus la puissance d'aspiration est importante, plus l'impulsion sera large et plus la résistance chauffera et la DEL brillera. En choisissant une fréquence de modulation de 1 000 Hz par exemple, la succession rapide (toutes les 1/1000 de seconde) d'allumage et d'extinction de la DEL restera inaperçue pour l'œil humain. La température de la résistance est déterminée sur la base de la valeur de la température (Tpréres(1 ) = Tres(0)) au passage d'étape précédent (i=0), c'est-à-dire la dernière température déterminée avant la détection de l'aspiration, ainsi que sur la base de la tension aux bornes de la batterie (Ubat(1 )) et de puissance d'aspiration (Pasp(1 )). Cette valeur Tres(1 ) est attribuée à la valeur de la température initiale (Tpréres(2)) pour le prochain passage d'étape (i = 2).
Afin d'éviter une surchauffe de l'atomiseur, il est préférable de contrôler sa température et de limiter son chauffage quand cette température dépasse une valeur seuil (Tmax). Le procédé compare donc la température de la résistance (Tres(1 )) à la valeur seuil (Tmax). Si cette valeur est dépassée, le chauffage de l'atomiseur est limité.
Le volume d'aérosol généré pendant le premier passage de cette première aspiration (Vfum(1 )) est déterminé à l'étape (c1 ) en fonction de la puissance d'aspiration (Pasp(1 )) et de la température estimée (Tres(1 )) ou de la température seuil (Tmax) si la température a dépassé ce seuil. À l'étape (c2), le volume d'aérosol cumulé (Vcum(1 )) est calculé en ajoutant au volume cumulé réinitialisé à l'étape (a), donc valant zéro, le volume généré (Vfum(1 )) calculé pour ce premier passage de l'étape (c) (i = 1 ). À l'étape (c3), le volume cumulé (Vcum(1 )) est comparé au volume seuil (Vcig) correspondant au volume de fumée total susceptible d'être fourni par une cigarette traditionnelle correspondante.
Si le volume seuil (Vcig) n'est pas atteint (ce qui devrait être le cas ici, car il s'agit du premier passage de l'étape (c) après la première aspiration après l'activation), le procédé retourne au début de l'étape (b), à savoir au test pour déterminer s'il y a toujours une aspiration.
Si le volume cumulé (Vcum(1 )) est supérieur au volume seuil (Vcig), ce qui en principe ne devrait pas être le cas à ce stade du vapotage, le procédé continue à l'étape (d).
Le premier passage de l'étape (c) s'achève ainsi.
Passages suivants de l'étape (b)
En raison du laps de temps très court entre deux tests successifs (laps de temps imposé par la fréquence de l'horloge et le nombre d'actions réalisées durant chaque étape (c)), le procédé devrait détecter qu'on est toujours en présence d'une aspiration et renvoyer à un deuxième passage de l'étape (c). Le procédé continue donc à l'étape indiquée « Passages suivants de l'étape (c) ». C'est également le cas aux passages suivants de l'étape (b) tant qu'une aspiration est détectée lors du test de l'étape (b), ou encore aux étapes (c) suivant un test ayant constaté le retour d'une aspiration.
Si le procédé détecte lors d'un passage de l'étape (b) qu'il n'y a plus d'aspiration, par exemple après X passages positifs du test, le vapoteur a maintenant cessé d'aspirer. Dans ce cas, le procédé prévoit les étapes suivantes pour le présent passage (i) de l'étape (b) : détermination de la température de la résistance (Tres(i)) en fonction de la température initiale (Tpréres(i) = Tres(i-1 )) déterminée lors du passage d'étape précédent (i-1 ) et attribution de la température actuelle (Tres(i)) à la valeur initiale (Tpréres(i+1 )) pour le prochain passage d'étape (i+1 ) ; durant une étape (b1 ) détermination d'un volume fictif d'aérosol (Vcn(i)). En pratique, si les laps de temps nécessaires pour passer l'étape (b) ont des durées constantes ou sensiblement constantes, on peut considérer que ce volume est lui aussi constant (Vcn) à chaque passage de l'étape (b) ;
- durant une étape (b2) calcul du volume cumulé (Vcum(i)) des volumes d'aérosol générés (Vfum(i)) lors des aspirations précédentes (calculés aux étapes (c1 ) précédentes) et des volumes fictifs (Vcn(i)) générés lors des pauses (calculés aux étapes (b1 ) précédentes). Concrètement, on ajoutera au volume cumulé (Vcum(i-1 )) du passage d'étape précédent le volume fictif (Vcn(i)) déterminé au présent passage de l'étape (b) ; puis
durant une étape (b3), comparaison du volume cumulé (Vcum(i)) du présent passage de l'étape (b) au volume seuil (Vcig) prédéterminé. Si le volume cumulé atteint ou dépasse le volume seuil (Vcig), le procédé continue à l'étape (d), sinon il retourne au début de l'étape (b), à savoir au test de la présence d'une aspiration.
L'étape b suivante est achevée
Passages suivants de l'étape (c) Le procédé a détecté à l'un des passages de l'étape (b) que l'aspiration continuait ou qu'une nouvelle aspiration commençait.
La puissance d'aspiration (Pasp(i)) et la tension aux bornes de la batterie (Ubat(i)) sont mesurées. La résistance de l'atomiseur est mise en chauffe et la DEL est allumée, toujours alimentés par un signal dont la largeur d'impulsion est modulée en fonction de la puissance d'aspiration (MLI(Pasp(i)).
La température de la résistance est déterminée en ajoutant à la température précédente (Tpréres(i) = Tres(i-1 )) un delta calculé en fonction de la tension aux bornes de la batterie et de la puissance de l'aspiration (Pasp(i)). La valeur de la température actuelle (Tres(i)) est attribuée à la température initiale (Tpréres(i+1 )) pour le prochain passage d'étape.
Afin d'éviter une surchauffe de l'atomiseur, sa température peut être contrôlée et son chauffage limité quand la température dépasse une valeur seuil. Le procédé compare donc la température de la résistance (Tres(i)) à une valeur seuil (Tmax). Si cette valeur est dépassée, le chauffage de l'atomiseur est limité.
Durant un nouveau passage de l'étape (c1 ), le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) est déterminé en fonction de la puissance d'aspiration (Pasp(i)) et de la température de la résistance (Tres(i)) ou de la température seuil (Tmax) si la température a dépassé ce seuil.
Durant un nouveau passage de l'étape (c2), le volume cumulé (Vcum(i)) est calculé en ajoutant au volume cumulé précédent (Vcum(i-1 )) le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage de l'étape (c). Durant un nouveau passage de l'étape (c3), le volume cumulé (Vcum(i)) est comparé à la valeur seuil (Vcig). Si la valeur seuil n'est pas atteinte, le procédé retourne au début de l'étape (b), à savoir au test de la présence d'une aspiration, sinon il passe à l'étape (d). Étape (d)
L'étape (d) est atteinte dès que le volume cumulé (Vcum(i)) atteint ou dépasse le volume seuil (Vcig) pour ce type de cigarette. Le procédé est achevé et l'e-cigarette passe en mode veille. Elle ne pourra fonctionner à nouveau qu'après avoir été rangée dans son étui puis ressortie (cf. étape préalable). Ce geste de sortir l'e-cigarette de son étui doit faire prendre conscience au vapoteur du nombre de « cigarettes » qu'il fume.
Il est également possible de remettre l'e-cigarette dans l'étui avant qu'elle ne soit passée en mode veille. Cela n'est pas dangereux, car la résistance ne chauffe que lorsque le procédé détecte une aspiration. Du fait du calcul du volume fictif, elle passera automatiquement en mode veille après un certain temps.
Le procédé décrit dans ce logigramme prévoit différentes options envisagées. Cependant, il serait possible de calculer le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) sans tenir compte de la puissance de l'aspiration (Pasp(i)) et/ou de la température de la résistance (Tres(i)). On pourrait dans une variante très simple considérer que l'e-cigarette génère pour chaque passage de l'étape (c) un volume d'aérosol constant (Vfum) lorsqu'il y a aspiration et pour chaque passage de l'étape (b) un volume fictif (Vcn) constant, inférieur à (Vfum). On pourrait même renoncer à déterminer un volume fictif lors des pauses. On pourrait alors introduire à la place du test du volume cumulé lors des pauses un test de durée d'aspiration ou de durée de pause, à la fin duquel l'e-cigarette est mise en veille. Si le dispositif de vapotage est muni d'un détecteur de température, il n'est plus nécessaire d'évaluer cette dernière.
Les procédés des figures 5 à 7 fonctionnent sensiblement de la même manière. Ils se distinguent du premier exemple notamment par l'acte positif et par l'introduction d'une ou plusieurs temporisations.
Le procédé des figures 5 et 6 est déclenché lorsque le micro-processeur détecte une première aspiration après l'entrée en mode veille. Les étapes sont pour l'essentiel identiques à celles du procédé de la figure 4. Elles sont donc seulement évoquées, sans entrer dans les détails.
Étape (a) / Premier de l'étape (b) Ici, l'acte positif est constitué par la première aspiration après l'entrée en mode veille.
Tant qu'aucune aspiration n'est détectée, le micro-processeur continue de calculer la température de la résistance.
Dès que la première aspiration est détectée, l'e-cigarette passe en mode activé et le volume cumulé (Vcum(0)) est remis à zéro. L'étape (a) et le premier passage de l'étape (b) sont achevés, le procédé passant directement à l'étape (c) puisqu'il a détection d'une aspiration.
Passages suivants de l'étape (b)
Dans la suite du procédé, tant qu'aucune aspiration n'est détectée, le microprocesseur continue à calculer pour chaque passage (i) de l'étape (b) la température de la résistance (Tres(i)). Il calcule également le volume fictif (Vcn(i)) qu'il ajoute au cumul précédent et il compare le cumul actuel à la valeur seuil (Vcig). Si cette valeur seuil est atteinte, le procédé passe à l'étape (d), sinon il retourne au début de l'étape (b) et teste la présence d'une aspiration.
Quand une aspiration est détectée, le procédé passe à l'étape (c). Étape (c)
La puissance d'aspiration (Pasp(i)) et la tension aux bornes de la batterie (Ubat(i)) sont mesurées. La résistance et la DEL sont allumées à l'aide d'un signal dont la largeur d'impulsion est modulée en fonction de la puissance aspirée (Pasp(i)). La température de la résistance (Tres(i)) est calculée en fonction de la température précédente (Tprésres(i) = Tres(i-1 )), de la tension aux bornes de la batterie (Ubat(i)) et de la puissance d'aspiration (Pasp(i)). Cette valeur (Tres(i)) est attribuée à la température initiale (Tpréres(i+1 )) pour le prochain passage d'étape. La température est comparée à la valeur seuil (Tmax) et le chauffage de la résistance est limité si cette température est atteinte ou dépassée. Le volume de fumée généré (Vfum(i)) est calculé en fonction de la puissance aspirée (Pasp(i)) et de la température de la résistance (Tres(i)) ou de la température seuil (Tmax) si ce seuil est atteint ou dépassé. Le volume cumulé (Vcum(i)) est calculé en ajoutant au volume cumulé précédent (Vcum(i-1 )) le volume de fumée généré (Vfum(i)) calculé pour ce passage de l'étape (c). Ce volume cumulé (Vcum(i)) est comparé à la valeur seuil (Vcig). Si cette valeur est atteinte ou dépassée, le procédé continue à l'étape (d), sinon il retourne à l'étape (b) consistant à détecter la présence d'une aspiration.
Étape (d)
Afin d'éviter qu'un vapoteur ne contourne l'objectif du procédé qui est de lui faire prendre conscience qu'il est en train d'allumer une nouvelle cigarette, on peut prévoir que la première aspiration qui fait passer l'e-cigarette de l'état de veille à l'état activé ne puisse pas avoir lieu avant qu'un certain temps ne se soit écoulé. On a donc prévu à l'étape (d), avant de passer en mode veille de déclencher une temporisation. Tant que la durée cumulée entre le passage en mode veille n'a pas atteint une valeur seuil (Tempol ), il n'est pas possible de passer le test de l'étape (a), à savoir détecter l'acte positif, ici la première aspiration. On a également prévu d'émettre un signal au début de la temporisation pour informer l'utilisateur ou un tiers, voir un procédé de gestion de cette temporisation. La baisse de la température de la résistance continue à être calculée durant toute la temporisation (Tempol ).
Le procédé de la figure 6 est une variante de celui de la figure 5. Ce procédé est appliqué à un dispositif d'inhalation pour l'administration d'un médicament. Le procédé ne calcule plus de volume fictif (Vcn). Par contre, on a prévu deux temporisations (Tempol , Tempo2) pour empêcher la réactivation du dispositif d'inhalation avant l'heure prévue, un rappel régulier (tcuma) au patient après achèvement de la temporisation (Tempol , Tempo2) pour qu'il prenne son médicament et un contrôle de la durée cumulée des pauses entre deux aspirations (tcumb). Le contrôle de la durée cumulée des pauses (tcumb) sert à limiter le temps disponible pour administrer le médicament. Passé le temps autorisé (tlirrib), le dispositif d'inhalation se met automatiquement en veille, bien que la totalité de la dose n'ait pas été administrée. Les temporisations (Tempol , Tempo2) servent à interdire la réactivation du dispositif tant qu'un intervalle de temps minimum ne s'est pas écoulé depuis la dernière activation ou la dernière mise en veille. Cela permet de contrôler l'intervalle de temps entre deux prises. Ces temporisations peuvent se déclencher à la fin du cycle précédent comme dans le procédé de la figure 5, ou alors au début de celui-ci. Une première temporisation (Tempol ) se déclenche soit lorsque la prise de médicament est achevée (Vcum(i)≥ Vcig), tandis qu'une deuxième temporisation (Tempo2) se déclenche lorsque la durée cumulée des pauses a dépassé la durée seuil (tcumb≥ tlimb). On peut prévoir qu'un signal soit émis non seulement lors du passage du dispositif en mode veille, mais également lorsque l'intervalle entre deux prises est achevé. Le signal (Avertisseurl ) émis lors du passage en mode veille suite à la prise complète du médicament (Vcum(i)≥ Vcig) peut être différent de celui (Avertisseur2) émis lorsque le temps autorisé pour prendre le médicament est achevé sans que la totalité de la dose ait été prise (tcumb≥ tlimb). Lorsque les deux temporisations (Tempol , Tempo2) sont utilisées, le procédé prévoit que lors de la mise en veille du dispositif d'inhalation suite à l'expiration du temps autorisé pour prendre une dose, alors la deuxième temporisation (Tempo2) tienne compte des temps de pause (tcurrib(i)), et notamment que la durée de la deuxième temporisation (Tempo2) soit égale à la durée de la première temporisation (Tempol ) diminuée de la durée cumulée des pauses (tcurrib(i)).
À l'étape (a) et à la première étape (b), le procédé contrôle si une première aspiration est détectée. Tant qu'aucune aspiration n'est détectée, le micro-processeur continue de calculer la température de la résistance et il surveille le temps passé dans cette boucle. Tant qu'une première aspiration n'est pas détectée, la durée (t(i)) de chaque passage (i) est déterminée et le cumul (tcuma(i)) calculé. À chaque fois que ce cumul atteint ou dépasse une durée seuil (tlima), un signal est émis (Avertisseur a) et le cumul est remis à zéro (tcuma(i)=0). Dans la pratique, tous les passages de cette étape ont la même durée. Ainsi, il est régulièrement rappelé au patient qu'il doit prendre sa dose de médicament s'il ne l'a pas déjà fait. Dès que la première aspiration est détectée, l'e-cigarette passe en mode activée et le volume cumulé (Vcum(O)), les cumuls de durée d'attente (tcuma(i)) et de contrôle de la durée de prise (tcurrib(i)) sont remis à zéro, ainsi que les temporisations de blocage (Tempol , Tempo2). L'étape (a) et le premier passage de l'étape (b) sont achevés.
À chaque passage de l'étape (b), c'est-à-dire chaque fois que le procédé constate qu'il n'y a pas d'aspiration, la température de la résistance (Tres(i)) est calculée en fonction de la température précédente (Tpréres(i) = Tres(i-1 )). De même, durant une étape (bV) la durée (t(i)) du présent passage de l'étape (b) est déterminée. Dans la pratique, tous les passages de l'étape (b) ont la même durée. Puis dans une étape (b2'), la durée cumulée des pauses (tcurrib(i)) au présent passage (i) de l'étape (b) est calculée en ajoutant au cumul précédent (tcurrib(i-l )) la durée du présent passage d'étape (t(i)). Dans une étape (b3'), la durée cumulée des pauses (tcum (i)) est comparée à une durée seuil (tlim ). Si le temps autorisé pour prendre le médicament n'est pas achevé, le procédé renvoie au début de l'étape (b), c'est-à-dire au test de la détection de l'aspiration, sinon il continue à l'étape (d).
À chaque passage de l'étape (c), le cumul des temps de pause (tcurrib(i)) qui contrôle le temps autorisé pour prendre une dose est conservé et reste inchangé. On peut prévoir l'émission d'un signal quand le dispositif passe en mode veille suite à la prise de la totalité de la dose (Vcum(i)≥ Vcig) et/ou quand le dispositif passe en mode veille à la fin du temps autorisé pour prendre la dose sans que celle-ci ait été prise entièrement (tcurrib(i) ≥ tlimb) et/ou à la fin de l'intervalle entre deux prises (Tempol , Tempo2). Ces signaux peuvent être identiques ou différents.
Le procédé de la figure 7 est déclenché lorsque le vapoteur appuie sur un bouton ou qu'il « allume » son e-cigarette à la flamme d'un briquet. Le procédé est pratiquement le même que dans le cas où il faut ranger l'e-cigarette dans son étui avant de pouvoir réactiver l'e-cigarette. La différence réside principalement dans l'absence de contrôle de la présence de l'e-cigarette dans l'étui. Lorsque l'e-cigarette doit être allumée à la flamme, il est préférable de munir l'e-cigarette d'un détecteur de chaleur, notamment d'un capteur infrarouge.
D'autres variantes de procédé peuvent être envisagées en combinant entre elles différemment certaines des différentes options suivantes :
temporisation entre deux réactivations ; temporisation entre la mise en veille et la réactivation suivante ;
émission d'un signal à chaque fois qu'un événement s'est produit ;
calcul des volumes fictifs ;
calcul de la température de la résistance ; etc.
Les signaux émis lors du procédé peuvent être des signaux sensoriels, tels que des signaux lumineux ou acoustiques, ou être des messages de type texto ou courriel envoyés à l'utilisateur ou un tiers, ou encore des signaux destinés à un procédé de gestion ou de contrôle.
Possibilités d'application industrielle
Le procédé de l'invention appliqué à un substitut d'un produit du tabac, tel qu'une cigarette électronique, permet au vapoteur de retrouver des repères proches de ceux qu'il avait lors de la consommation de produits du tabac traditionnels. Du fait de l'extinction du dispositif de vapotage lors de son passage en mode veille, il prend conscience d'avoir fini une « cigarette ». Il ne risque plus le surdosage inconscient de la nicotine par exemple.
Appliqué à l'administration d'un médicament, le dispositif permet de contrôler l'intervalle entre deux prises ainsi que de limiter le temps autorisé pour prendre le médicament. Il facilite la gestion de l'administration du médicament.
Liste des références :
1 Dispositif de vapotage (e-cigarette)
2 Source de courant électrique (batterie)
3 Capteur de puissance de l'aspiration
4 Unité de contrôle (microprocesseur)
5 Cartomiseur (combinaison d'un atomiseur et d'un réservoir)
51 Résistance chauffante de l'atomiseur ou du cartomiseur
6 DEL
Pasp(i) Puissance de l'aspiration lors du présent passage (i) de l'étape (c)
Tres(i) température de la résistance lors du présent passage d'étape (i)
Tpréres(i) température de la résistance lors du précédent passage d'étape(i-1 )
Tini température initiale
Tmax température limite
t(i) durée du présent passage (i) de l'étape (b) cumul des durées des passages d'étape (a) écoulés lors de l'attente d'un acte positif
durée de l'intervalle entre deux rappels en cas de non-activation
cumul des durées des passages d'étape (b) écoulés lors des pauses temps autorisé pour prendre une dose
intervalle de temps entre deux activations successives ou entre une mise en veille et l'activation suivante en cas de volume seuil atteint
intervalle de temps entre deux activations successives ou entre une mise en veille et l'activation suivante en cas de pause trop longue
tension aux bornes de la source de courant lors du présent passage (i) de l'étape (c)
Volume d'aérosol généré lors du présent passage (i) de l'étape (c), c.-à-d. en cas d'aspiration
Volume fictif généré lors du présent passage (i) de l'étape (b), c.-à-d. en cas de pause
Volume cumulé des volumes d'aérosol effectivement générés et fictivement générés
Volume seuil

Claims

Revendications
1. Procédé de contrôle d'un dispositif d'inhalation de type vapotage conçu pour générer un aérosol par vaporisation d'un liquide par un atomiseur caractérisé par les étapes suivantes :
(a) test pour détecter l'activation du dispositif d'inhalation, et passage à l'étape (b) dès que l'activation du dispositif d'inhalation est détectée,
(b) test pour détecter la présence de l'aspiration d'une bouffée, et passage à l'étape (c) dès que l'aspiration d'une bouffée est détectée,
(c) surveillance d'un premier événement de contrôle durant chaque bouffée, et retour à l'étape (b) si le premier événement de contrôle ne s'est pas produit, ou continuation à l'étape (d) si le premier événement de contrôle s'est produit,
(d) mise en veille du dispositif d'inhalation,
un aérosol pouvant être généré en cas d'aspiration lorsque le dispositif est activé, mais pas lorsqu'il est en veille.
2. Procédé de contrôle selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'à l'étape (d) un signal est émis lors de la mise en veille du dispositif d'inhalation.
3. Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à l'étape (b), après chaque test ayant conclu à l'absence d'une aspiration, un deuxième événement de contrôle, identique ou différent du premier événement de contrôle, est surveillé et le procédé continue directement à l'étape (d) si le deuxième événement de contrôle s'est produit.
4. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'inhalation ne peut être activé à l'étape (a) qu'après qu'un intervalle de temps, dit intervalle de blocage (Tempol , Tempo2), s'est écoulé depuis la mise en veille précédente à l'étape (d) ou depuis l'activation précédente à l'étape (a), ou depuis qu'une action prédéfinie a été exécutée.
5. Procédé de contrôle selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'après expiration de l'intervalle de blocage (Tempol , Tempo2), un signal est émis à intervalle régulier, dit intervalle de rappel (tlima), tant que le dispositif d'inhalation n'a pas été activé à l'étape (a).
6. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que
l'étape (c) comprend les sous-étapes suivantes réalisées à chaque passage de l'étape (c) :
(c1 ) le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage (i) de l'étape (c) est déterminé,
(c2) le volume d'aérosol cumulé (Vcum(i)) est calculé en ajoutant au volume cumulé (Vcum(i-1 )) du précédent passage (i-1 ) d'étape le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage de l'étape (c), le volume cumulé (Vcum(0)) au moment de l'activation du dispositif d'inhalation ayant la valeur 0, et
(c3) le volume cumulé (Vcum(i)) est comparé à un volume seuil (Vcig) prédéfini puis le procédé continue au début de l'étape (b) si le volume cumulé (Vcum(i)) est inférieur au volume seuil (Vcig), ou le procédé continue à l'étape (d) si le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig).
7. Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape (b) comprend les sous-étapes suivantes réalisées à chaque passage de l'étape (b) après chaque test de l'étape (b) ayant constaté l'absence d'une aspiration :
(b1 ) un volume fictif d'aérosol (Vcn(i)) est déterminé correspondant au présent passage (i) de l'étape (b),
(b2) le volume cumulé (Vcum(i)) des volumes d'aérosol générés précédemment lors des aspirations et des volumes fictifs générés précédemment entre deux aspirations successives est calculé en ajoutant au volume cumulé (Vcum(i-1 )) du précédent passage (i-1 ) d'étape le volume fictif d'aérosol (Vcn(i)) du présent passage (i) de l'étape (b), le volume cumulé (Vcum(0)) au moment de l'activation du dispositif d'inhalation ayant la valeur 0,
(b3) le volume cumulé (Vcum(i)) est comparé au volume seuil (Vcig) prédéfini et le procédé continue au début de l'étape (b) si le volume cumulé (Vcum(i)) est inférieur au volume seuil, ou le procédé continue à l'étape (d) si le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig).
8. Procédé de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que le volume fictif d'aérosol (Vcn(i)) par passage de l'étape (b) durant les pauses est constant (Vcn), et/ou en ce que le volume cumulé (Vcum(i)) est calculé et comparé au volume seuil (Vcig) plusieurs fois par aspiration et/ou par pause entre deux aspirations successives.
9. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape (b) comprend les sous-étapes suivantes réalisées à chaque passage de l'étape (b) après chaque test de l'étape (b) ayant constaté l'absence d'une aspiration :
(bV) la durée (t(i)) du présent passage (i) de l'étape (b) est déterminée,
(b2') la durée cumulée (tcurrib(i)) de tous les passages d'étape (b) durant lesquels le procédé constate l'absence d'aspiration est calculée en ajoutant à la durée cumulée (tcurrib(i-l )) du passage précédent (i-1 ) de l'étape (b), la durée (t(i)) du présent passage de l'étape (b), la durée cumulée (tcurrib(O)) au moment de l'activation du dispositif d'inhalation ayant la valeur 0,
(b3') la durée cumulée (tcurrib(i)) est comparée à une durée seuil de contrôle (tlirrib) prédéfinie et le procédé continue au début de l'étape (b) si la durée cumulée (tcurrib(i)) est inférieure à la durée seuil (tlirrib), ou le procédé continue à l'étape (d) si la durée cumulée (tcumb(i)) est supérieure ou égale à la durée seuil (tlimb).
10. Procédé de contrôle selon la revendication 9, caractérisé en ce que la durée cumulée (tcumb(i)) est calculée et comparée à la durée seuil (tlimb) plusieurs fois par pause, et/ou en ce qu'à l'étape (b3'), lorsque le procédé passe à l'étape (d), un signal est émis (Avertisseur2).
1 1 . Procédé selon la revendication 9 ou 10 associées à la revendication 6, caractérisé en ce qu'une première temporisation de blocage (Tempol ) est prévue après la mise en veille à l'étape (d) lorsque le volume cumulé (Vcum(i)) est supérieur ou égal au volume seuil (Vcig), et une deuxième temporisation de blocage (Tempo2) est prévue après la mise en veille à l'étape (d) après expiration de la durée seuil de contrôle (tlimb), la durée de la deuxième temporisation (Tempo2) étant de préférence égale à la durée de la première temporisation (Tempol ) diminuée de la durée seuil de contrôle (tlimb).
12. Procédé de contrôle selon la revendication 6 ou l'une des revendications 7 à 1 1 associées à la revendication 6, caractérisé en ce que à l'étape (d ), la puissance d'aspiration (Pasp(i)) du présent passage (i) de l'étape (c) est déterminée, de préférence à l'aide d'un capteur d'aspiration, et/ou la température de l'atomiseur (Tres(i)) du présent passage (i) de l'étape (c) est déterminée, le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage (i) de l'étape (c) est calculé en fonction de la puissance de l'aspiration (Pasp(i)) et/ou de la température de l'atomiseur (Tres(i)).
13. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à chaque passage (i) de l'étape (c), la température de l'atomiseur (Tres(i)) est déterminée et comparée à une valeur seuil (Tmax), le chauffage de l'atomiseur étant limité si la température de l'atomiseur (Tres(i)) est supérieure à la valeur seuil (Tmax) et le volume d'aérosol généré (Vfum(i)) durant le présent passage (i) de l'étape (c) est calculé en fonction de la puissance de l'aspiration (Pasp(i)) et/ou de la température seuil (Tmax).
14. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que
avant la première activation du dispositif d'inhalation,
- la température de l'atomiseur (Très) est fixée à une valeur initiale (Tini) ;
durant chaque aspiration, à chaque passage (i) de l'étape (c),
- la puissance d'aspiration (Pasp(i)) est déterminée, de préférence à l'aide d'un capteur d'aspiration,
- la tension (Ubat(i)) aux bornes de la source de courant électrique est mesurée,
- la température de l'atomiseur (Tres(i)) est déterminée d'une part en fonction de la température de l'atomiseur (Tres(i-1 )) au passage précédent (i-1 ) d'étape et d'autre part en fonction de la puissance d'aspiration (Pasp(i)) et de la tension aux bornes de la source d'énergie (Ubat(i)) ;
durant chaque pause entre deux aspirations et durant la période de veille, à chaque passage (i) de l'étape (a) ou (b),
- la température de l'atomiseur (Tres(i)) est déterminée en fonction de la température de l'atomiseur (Tres(i-1 )) au passage précédent (i-1 ) d'étape.
15. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes appliqué à un dispositif d'inhalation muni d'une source lumineuse, telle qu'une DEL, caractérisé en ce que la source lumineuse est allumée durant chaque aspiration.
16. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'intensité lumineuse de la source lumineuse à chaque passage (i) de l'étape (c) dépend de la puissance d'aspiration (Pasp(i)) et/ou la source lumineuse est éteinte progressivement à la fin de chaque aspiration et/ou la source lumineuse est alimentée par un signal dont la largeur d'impulsion est modulée (MLI).
17. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'activation du dispositif d'inhalation à l'étape (a) est déclenchée en appuyant sur un interrupteur et/ou automatiquement en sortant le dispositif d'inhalation d'un étui et/ou lors de la première aspiration et/ou après qu'une source de chaleur, de préférence une flamme, a été approchée d'un détecteur présent dans le dispositif d'inhalation.
18. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chauffage de l'atomiseur est commandé par un signal dont la largeur d'impulsion est modulée (MLI).
19. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'activation du dispositif d'inhalation à l'étape (a) est déclenchée en sortant le dispositif d'inhalation d'un étui et en ce qu'un compteur est prévu qui est incrémenté à chaque fois que le dispositif d'inhalation est rentré dans l'étui après qu'au moins une aspiration a été détectée, le compteur étant de préférence réinitialisé une fois par jour, la valeur du compteur étant de préférence affichée sur un écran placé sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui.
20. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un compteur est prévu qui est incrémenté à chaque fois que le procédé passe par l'étape (d), le compteur étant de préférence réinitialisé une fois par jour et/ou la valeur du compteur étant de préférence affichée sur un écran placé sur le dispositif d'inhalation et/ou sur un étui dans lequel peut être rangé le dispositif d'inhalation.
21 . Dispositif d'inhalation comprenant une source de courant électrique, un réservoir pour un liquide à vaporiser, un atomiseur pour vaporiser le liquide en vue de générer un aérosol, un capteur d'aspiration et une unité de contrôle, le réservoir et l'atomiseur pouvant être combinés en un composant unique, caractérisé en ce que l'unité de contrôle est munie de moyens pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.
22. Dispositif d'inhalation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est muni d'un écran conçu pour afficher des données statistiques, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) durant une unité de temps prédéfinit ou le nombre de fois où le procédé est passé par l'étape (d) par une unité de temps, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) par jour ou des informations sur le nombre de fois par jour où le procédé est passé par l'étape (d).
23. Dispositif d'inhalation selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il est muni d'un étui dans lequel il peut être rangé, un écran étant prévu sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui.
24. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'écran est conçu pour afficher des données statistiques, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) durant une unité de temps prédéfini ou le nombre de fois où le procédé est passé par l'étape (d) par une unité de temps, de préférence des informations sur la quantité de volumes d'aérosol générés (Vfum) par jour ou des informations sur le nombre de fois où le procédé est passé par l'étape (d) par jour.
25. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est muni d'un compteur qui est incrémenté à chaque fois que le procédé passe par l'étape (d), le compteur étant de préférence réinitialisé une fois par jour et/ou la valeur du compteur étant de préférence affichée sur un écran placé sur le dispositif d'inhalation et/ou l'étui.
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