CN108472456A - 具有降低的声音生成的气雾剂生成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生成气雾剂。为了提供具有增强的用户友好性的改进的气雾剂生成，提供了一种气雾剂生成器(10)，其包括包含多个孔的孔结构(12)、换能器(14)、用于接收液体的贮存器空间(16)和控制单元(18)，根据所述液体生成液滴以便产生气雾剂。贮存器空间被布置为邻近于孔结构。换能器被配置为生成振动移动，所述振动移动要被转换为液体和孔结构之间的相对移动。控制单元被配置为启用换能器在具有第一时间的第一时段内振动，以在液体和孔结构之间生成相对移动，所述移动处在横向于孔结构的方向上，以促使液体通过多个孔从而产生多个液滴；并且在具有第二时间的第二时段内暂停换能器；并且以交替方式连续重复启用和暂停。控制单元还被配置为至少在确定的最大重复次数之后针对随后的重复循环改变至少第二时间。

Description

具有降低的声音生成的气雾剂生成

技术领域

本发明涉及生成气雾剂，并且具体涉及气雾剂生成器、雾化器***和用于操作雾化器的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

为了例如向肺部施用药物，可以提供气雾剂的吸入。例如，具体药物的气雾剂能够通过雾化器产生，以使药物能够在肺部中沉积。作为范例，WO2013/072863 A1描述了一种雾化器和通过以脉冲操作模式操作致动器的气雾剂的生成。然而，气雾剂的生成可能伴随着噪声的生成，这可能影响用户接受度。

发明内容

因此可能需要提供具有增强的用户友好性的改进的气雾剂生成。

本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中，其他实施例并入从属权利要求中。

根据本发明，提供了一种气雾剂生成器，其包括包含多个孔的孔结构。气雾剂生成器还包括换能器和用于接收液体的贮存器空间，根据所述液体生成液滴以产生气雾剂。此外，还提供了控制单元。贮存器空间布置为邻近孔结构。换能器被配置为生成振动移动，以转换为液体和孔结构之间的相对移动。控制单元被配置为启用换能器在具有第一时间的第一时段内振动，以生成液体和孔结构之间的相对移动，所述移动在孔结构的横向方向上，以促使液体通过多个孔从而产生多个液滴。控制单元还被配置为在具有第二时间的第二时段内暂停换能器。控制单元还被配置为以交替方式连续地重复启用和暂停。控制单元还被配置为至少在所确定的最大重复次数之后针对随后的重复循环改变至少第二时间。

结果，即，由于至少第二时间的随机改变，气雾剂的生成伴随着或多或少不明确的噪声，而不是可能被认为烦扰用户的特定频率。提供至少第二时间的变化，以便实现例如雾化器的操作模式，该模式被认为是对用户较不明显的。尽管仍然产生一些噪声，但是该模式可以被称为静音模式。

术语“横向”涉及例如以垂直方式横向于孔结构的表面的移动。由于横向移动，例如液体液滴由网格结构生成。

根据范例，孔结构被提供为包括以下项的组中的至少一项：具有形成开口的多条连接线的网格结构、具有多个网状构件和其间的孔的网或网络、以及具有带多个喷嘴的基座结构的喷嘴板的。

根据范例，换能器是压电元件。

根据范例，控制单元是被提供有计数模块和随机数生成器的微控制器。计数模块被配置为对脉冲进行计数并在开启状态和关断状态之间进行切换。随机数生成器被配置为生成新的脉冲时间。

根据范例，控制单元被配置为启用换能器以突发模式(burst mode)供应液滴，其中，在第一时段中提供多个液滴多次(pluralities)。

根据本发明，还提供了一种雾化器***，其包括具有空气入口和空气出口的气流路径。此外，根据前述范例之一的气雾剂生成器被提供。气雾剂生成器被布置成与气流路径流体连通以将多个液滴供应到空气蒸汽来产生气雾剂。

根据本发明，还提供了一种用于操作雾化器的方法，其包括以下步骤：

a)启用换能器在具有第一时间的第一时段内振动，以在液体和孔结构之间生成相对移动，所述移动在孔结构的横向方向上。

b)在具有第二时间的第二时段内暂停换能器。

步骤a)和b)以交替方式连续重复。对于重复，确定重复的最大次数，之后针对随后的重复循环随机改变至少第二时间。

根据范例，第二时间是从预定范围内随机选择的。

根据范例，针对重复循环的第一时间是恒定的。

根据另一范例，第一时间对于重复循环是随机变化的，其中，第一时间的变化居中在预定恒定时间周围。

根据一个方面，提供一种操作模式，其中，换能器用在第一时间内被启，并且然后在第二时间内被保持暂停，但是第二时间针对连续的步骤改变，以便避免气雾剂生成的确定的频率。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。

附图说明

下面将参考以下附图来描述本发明的示范性实施例：

图1示意性示出了气雾剂生成器的范例的设置；

图2示意性示出了气雾剂生成器的三个不同范例；

图3示意性示出了雾化器***的范例；

图4示意性示出了用于操作雾化器的方法的范例；并且

图5示出了用于雾化器的操作的另一示意图。

具体实施方式

图1示出了气雾剂生成器10，其包括具有多个孔(未详细示出)的孔结构12。此外，提供换能器14以及用于接收液体的贮存器空间16，根据所述液体生成液滴以便产生气雾剂。此外，控制单元18被提供。贮存器空间16布置为邻近于孔结构12，例如在换能器14和孔结构12之间。此外，换能器14被配置为生成振动移动，所述振动移动被转换为(在贮存器空间16中的)液体和孔结构12之间的相对移动。控制单元18被配置为启用换能器14在具有第一时间的第一时段内振动，以在液体和孔结构12之间生成相对移动，移动处在孔结构12的横向方向上，从而促使液体通过多个孔以产生多个液滴，如虚线箭头20指示的。控制单元18还被配置为在具有第二时间的第二时段内暂停换能器14，并且以交替方式在暂停中连续重复启用。控制单元18还被配置为至少在确定最大重复次数之后针对随后的重复循环至少随机改变第二时间。

在范例中，第二时间的变化以预定恒定时间为中心。

在范例中，液体布置在罐体积(未示出)中，并且罐体积流体连接到用于接收液体的贮存器空间16。

在范例中，用于接收液体的贮存器空间是被提供为容纳液体的流体贮存器。

根据未详细示出的范例，孔结构12被提供为具有以下项的组中的至少一项：具有形成开口的多条连接线的网格结构、具有多个网状构件和在其间的孔的网或网络、以及具有带多个喷嘴的基座结构的喷嘴板。

在范例中，基座结构形成为板状的。在范例中，贮存器空间是腔。

图2示意性示出了气雾剂生成器几何结构的三个范例。在左侧部分中，换能器14被提供在贮存器空间16的下方，在贮存器空间16顶上提供有孔结构12，例如孔板。示意性地指示了液滴22。

在中间部分中，示出了另一范例，其中，换能器14被提供为与其他耦合元件24组合，以提供相应的相对移动，使得孔板12提供液滴22。

在右侧部分中，换能器14被布置为附接到基板状结构，孔板12例如以圆顶状方式附接至所述基板状结构。贮存器空间16提供在下方。

根据范例，换能器14被提供有用于将移动转换到贮存器空间16中的液体的板状换能器结构(参见例如图2的左侧部分)。孔结构12被提供为包括多个孔的板状结构。优选地，板状换能器结构和板状孔结构以平行方式间隔(displaced)布置。

在范例中，气雾剂生成器是平板气雾剂生成器。

在范例中，换能器是压电元件。

在未进一步示出的范例中，控制单元18是被提供有计数模块和随机数生成器的微控制器。计数模块对脉冲进行计数并在开启状态和关断状态之间进行切换。随机数生成器生成新的脉冲时间。

在范例中，贮存器空间被布置为使得至少使换能器14与液体接触。

在范例中，贮存器空间被布置成使网格结构与液体接触。

在未进一步示出的范例中，控制单元18被配置为启用换能器以突发模式(参见下文)供应液滴，其中，在第一时段中提供许多连续液滴。

在范例中，可以提供反馈布置，以便通过随机变化的调整来控制可听声音的缺乏。

例如，变化可以基于方程式，并且在检测到阈值以上的可听声音时，修改或调整该方程式。

图3示出了包括具有空气入口104和空气出口106的气流路径102的雾化器***100。此外，提供根据前述范例之一的气雾剂生成器10。箭头108指示气流，并且液滴110被指示为由气雾剂生成器10产生。

图4示出了用于操作雾化器的方法200，包括以下步骤：在也称为步骤a)的第一步骤202中，启用换能器在具有第一时间的第一时段内振动，以生成液体和孔结构之间的相对移动，所述移动在孔结构的横向方向上。在也被称为步骤b)的第二步骤204中，换能器在具有第二时间的第二时段内被暂停。此外，如重复箭头环路206指示的，以交替方式不断地重复步骤a)和步骤b)。对于重复，确定最大重复次数，之后针对随后的重复循环随机改变至少第二时间。

在范例中，第二时间的变化以预定恒定时间为中心。“连续重复”是指启用和保持换能器的连续重复。这些步骤在一种重复循环中重复。

术语“振动”涉及换能器的振荡移动。术语“暂停”涉及停用换能器，或者保持或停止换能器振荡或振动，或显著降低振荡或振动的强度。

在另一范例中，第二时间从预定范围内随机选择。

在范例中，随机选择的第二时间以随机方式变化，但提供用于第二时间的预定平均值。在范例中，第一时间是换能器在其中生成脉动移动的脉冲开启时间。第二时间是在其中传感器不生成脉动移动的脉冲关断时间。

在范例中，第二时间在大约1至1800微秒(μs)之间变化，但平均时间大约为900微秒。

在范例中，平均循环时间是1000微秒。得到的频率因此是关于平均值的1kHz。但是，由于随机变化，生成白噪声而不是1kHz音调。

必须注意，给出的范例被提供为用于解释在实现改进的声学外观中的具体方法的范例。当然，还提供了其他变型。

例如，t随机＝900，启用时间t开启＝100；因此t突发时段＝1000。换言之，这实现100+900＝1000。

在范例中，第一时间针对重复循环是恒定的。在另一范例中，第一时间大约是100微秒。

第一时间对于重复循环而言也可以是随机变化的，并且第一时间的变化以预定恒定时间为中心。

在另一范例中，提供计数以确定第二时间的持续时间，并且针对第二时段生成随机数，其中，针对连续的第二时段生成不同的数字。

在图5中，图形被指示为示出第一部分，其中，示出了脉冲302以驱动电路。这也被称为启用时间t_开启，用箭头304指示。t_开启时间之后是用双箭头306指示的停用时间t_关断。但是，随后的关断时间提供有随机长度，也被称为t_随机，用双箭头308指示。T_开启时间、t_关断时间和t_随机时间正提供t_突发时段时间，如双箭头310所指示的。另一个箭头312指示来自个体脉冲的实际驱动时段，其中，驱动时段也由t_驱动时段指示。

作为得到的占空比，t_开启时间除以t_突发时段时间。

在范例中，固定的t_关断时间能够是零，但也可以变化。作为范例，提供50至500μs的t_开启时间，以及100μs的t_关断时间，但也优选更小。对于t_随机时间，应注意该时间可以基于时钟时段乘以n位随机数的平均值。例如，如果生成8位随机数，平均数将是2^8-1＝128，并且t_随机将是时钟时段的128倍。因此，能够提供以下内容：

时钟时段5.33μs，

0位＝没有随机数(0)。

模式1：7位＝1至128之间的随机数(产生5.33μs至682.66μs)

模式2：8位＝1至256之间的随机数(产生5.33μs至1.3653μs)

模式3：9位＝1至512之间的随机数(产生5.33μs至2.7306μs)

模式4：10位＝1至1024之间的随机数(产生5.33μs至5.4613μs)

模式5：11位＝1至2048之间的随机数(产生5.33μs至10.922μs)

t_驱动时间通常提供为500ns-10μs。

还要注意，为了以突发模式驱动生成器，这能够被提供为降低平均电流，以改进在驱动液滴形成所需的特定幅度时的换能器的寿命。此外，其还可以提供为从孔板表面清除液体，尤其是用于低表面张力的液体。此外，突发模式能够用于控制液滴的尺寸，如在更长的t_开启时间的情况下，液滴尺寸可以增加。

在本发明的另一示范性实施例中，提供了一种计算机程序或一种计算机程序单元，其特征在于适于在适当的***上运行根据前面的实施例之一所述的方法的方法步骤。

因此，所述计算机程序单元可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行以上描述的方法的步骤或诱发以上描述的方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作以上描述的装置的部件。所述计算单元能够适于自动地操作和/或运行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。所述数据处理器由此可以被装备为执行本发明的方法。

本发明的该示范性实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序两者。

更进一步地，所述计算机程序单元能够提供实现如以上所描述的方法的示范性实施例的流程的所有必需步骤。

根据本发明的另一示范性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如CD-ROM，其中，所述计算机可读介质具有存储在所述计算机可读介质上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由前面部分描述。

计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序可也可以以其他形式来分布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信***分布。

然而，所述计算机程序也可以存在于诸如万维网的网络上并能够从这样的网络中下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种用于使得计算机程序单元可用于下载的介质，其中，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的之前描述的实施例之一所述的方法。

必须指出，参考不同的主题描述了本发明的实施例。具体地，参考气雾剂生成器描述了一些实施例，而参考雾化器***和用于操作雾化器的方法描述了其他实施例。但是，本领域普通技术人员从上文可以看出，除非另有通知，否则除了属于一个主题的特征的任意组合之外，与不同主题相关的特征之间的任何组合也被认为是在本申请中公开的。但是，所有特征能够组合，提供的协同效果不仅仅是功能的简单总和。

尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和从属权利要求，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他单元或步骤，并且，词语“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求书中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种气雾剂生成器(10)，包括：

-孔结构(12)，其包括多个孔；

-换能器(14)；

-贮存器空间(16)，其用于接收液体，根据所述液体生成液滴以便产生气雾剂；以及

-控制单元(18)；

其中，所述贮存器空间被布置为邻近于所述孔结构；并且

其中，所述换能器被配置为生成振动移动，所述振动移动要被转换为所述液体与所述孔结构之间的相对移动；

其中，所述控制单元被配置为：

-启用所述换能器在具有第一时间的第一时段内振动，以生成液体与所述孔结构之间的相对移动，所述移动处在横向于所述孔结构的方向上，以促使液体通过所述多个孔从而产生多个液滴；并且

-在具有第二时间的第二时段内暂停所述换能器；并且

-以交替的方式连续重复所述启用和所述暂停；

其中，所述控制单元还被配置为至少在确定的最大重复次数之后，针对随后的重复循环随机改变至少所述第二时间。

2.根据权利要求1所述的气雾剂生成器，其中，所述孔结构被提供为包括以下项的组中的至少一项：

-具有形成开口的多条连接线的网格结构；

-具有多个网状构件和其间的孔的网或网络；以及

-具有带多个喷嘴的基座结构的喷嘴板。

3.根据权利要求1或2所述的气雾剂生成器，其中，所述换能器被提供有板状换能器结构，以用于将所述移动转换到所述贮存器空间中的所述液体；并且其中，所述孔结构被提供为包括所述多个孔的板状结构；并且

其中，优选地，所述板状换能器结构和所述板状孔结构以平行方式被间隔布置。

4.根据前述权利要求中的一项所述的气雾剂生成器，其中，所述换能器是压电元件。

5.根据前述权利要求中的一项所述的气雾剂生成器，其中，所述控制单元是被提供有计数模块和随机数生成器的微控制器；

其中，所述计数模块被配置为对脉冲进行计数并且在开启状态与关断状态之间进行切换；

其中，所述随机数生成器被配置为生成新的脉冲时间。

6.根据前述权利要求中的一项所述的气雾剂生成器，其中，所述控制单元被配置为启用所述换能器以突发模式供应所述液滴，其中，多个随后的液滴多次在所述第一时段内被提供。

7.根据前述权利要求中的一项所述的气雾剂生成器，其中，反馈布置被提供，以便通过对所述随机改变的调整来控制可听声音的缺乏。

8.一种雾化器***(100)，包括：

-气流路径(102)，其具有空气入口(104)和空气出口(106)；以及

-根据前述权利要求中的一项所述的气雾剂生成器(10)；

其中，所述气雾剂生成器被布置为与所述气流路径流体连通，以将所述多个液滴供应到空气蒸汽从而产生气雾剂。

9.一种用于操作喷雾器的方法(200)，包括以下步骤：

a)启用(202)换能器在具有第一时间的第一时段内振动，以生成液体与孔结构之间的相对移动，所述移动在横向于所述孔结构的方向上；并且

b)在具有第二时间的第二时段内暂停所述换能器(204)；

其中，步骤a)和步骤b)以交替的方式连续重复；并且

其中，针对所述重复，最大重复次数被确定，此后针对随后的重复循环随机改变至少所述第二时间。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二时间是从预定范围内随机选择的。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，针对所述重复循环所述第一时间是恒定的。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，针对所述重复循环随机改变所述第一时间，其中，所述第一时间的所述改变居中于预定恒定时间周围。

13.根据权利要求9至12中的一项所述的方法，其中，计数被提供用于确定所述第二时间的持续时间；并且

其中，针对所述第二时段，随机数被生成，其中，针对连续的第二时段，不同的数被生成。

14.一种用于控制根据权利要求1至8中的一项所述的装置的计算机程序单元，所述计算机程序单元在由处理单元运行时适于执行根据权利要求9至13中的一项所述的方法的步骤。

15.一种存储有根据权利要求14所述的程序单元的计算机可读介质。