ES2955522T3

ES2955522T3 - Cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo para un generador de aerosol

Info

Publication number: ES2955522T3
Application number: ES19823779T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Achtzehner; Markus Reinhart; Matthias Finke
Original assignee: PARI Pharma GmbH
Current assignee: PARI Pharma GmbH
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2023-12-04
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: EP3894091B1; WO2020120665A1; EP3894091A1; US20220016363A1

Abstract

La presente invención se refiere a un cabezal vibratorio (210) para un generador de aerosol (200), comprendiendo el cabezal vibratorio (210): una membrana (8); un elemento generador de vibraciones (4); y una bobina secundaria (220) configurada para proporcionar un acoplamiento inductivo con una bobina primaria (320) estando conectada con un controlador (100) del generador de aerosol (200), impulsando el acoplamiento inductivo el elemento generador de vibración (4) para hacer vibrar el Membrana (8) para generar el aerosol. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo para un generador de aerosol

Campo técnico

La presente invención se refiere a un cabezal de vibración para un generador de aerosol, a un controlador para un generador de aerosol, a un generador de aerosol y a un elemento de conexión eléctrica, en particular para implementar una conexión eléctrica basada en acoplamiento inductivo para cabezales de vibración de un generador de aerosol.

Antecedentes

Los aerosoles con fines terapéuticos se generan y se administran en una ubicación deseada dentro del cuerpo de un usuario o paciente con un dispositivo de administración de aerosol. Un fluido o líquido (incluyendo un medicamento o fármaco) que va a convertirse en aerosol o nebulización se suministra a un generador de aerosol, el fluido o líquido se convierte en aerosol o nebulización mediante el generador de aerosol y el aerosol resultante se administra al usuario o paciente.

El fluido o líquido puede convertirse en aerosol o nebulización en el generador de aerosol mediante un elemento vibratorio que se denomina a continuación nebulizador vibratorio, nebulizador de membrana, nebulizador de malla, componente de vibración o cabezal de vibración. Un cabezal de vibración de este tipo está dotado al menos de una membrana y un generador de oscilaciones o un elemento de generación de vibraciones, tal como por ejemplo un elemento piezoeléctrico (elemento transductor electromecánico). Las características (mecánicas y/o eléctricas) del cabezal de vibración del generador de aerosol son decisivas para la calidad del aerosol generado. Al mismo tiempo, el cabezal de vibración generalmente también es muy sensible, especialmente con respecto a las especificaciones de dimensión. Por ejemplo, una desalineación del cabezal de vibración puede afectar negativamente al movimiento oscilatorio o de vibración del cabezal de vibración durante la generación de aerosol y por tanto comprometer la calidad del aerosol generado y la precisión de la dosificación. Además, los problemas con la conexión eléctrica del cabezal de vibración pueden conducir a problemas con la calidad del aerosol y la precisión de la dosificación.

Las figuras 1A y 1B muestran respectivamente una vista desde abajo y una vista desde arriba en perspectiva esquemáticas de un ejemplo de un cabezal de vibración de un generador de aerosol tal como se divulga en el documento EP 2957349 A1. En este caso, un lado de un cabezal 4 de vibración tiene un elemento 6 de soporte, una membrana 8 vibratoria con una pluralidad de orificios (no mostrados), un elemento 10 anular de generación de vibraciones, por ejemplo un elemento piezoeléctrico, y una porción 12 de conexión. El elemento 10 piezoeléctrico sirve como vibrador para hacer vibrar la membrana 8 vibratoria.

En funcionamiento, se genera un aerosol (es decir, gotitas de líquido) en un lado de la membrana 8 vibratoria a partir de un líquido o fluido que se proporciona en el otro lado de la membrana vibratoria. En particular, el fluido que colinda con la membrana 8 se transporta a través de los orificios o aberturas (no mostrados) en la membrana 8 de vibración y de ese modo se convierte en aerosol dentro de una cavidad o cámara de aerosol (no mostrada) de un dispositivo de administración de aerosol (no mostrado) dispuesto debajo de la membrana 8 de vibración. El aerosol así proporcionado en la cavidad o cámara de aerosol puede inhalarse por un usuario o paciente a través de una boquilla, pieza nasal, gafas nasales, tubo endotraqueal, sistema de tubo de respirador y/o mascarilla (no mostrados) del dispositivo de administración de aerosol.

Además, el cabezal 4 de vibración de la figura 1B comprende un par de contactos 14, 14' eléctricos, por ejemplo, enchufes para conectarse a un controlador (no mostrado). Tal como se muestra en este caso, los contactos 14, 14' eléctricos pueden perforarse a partir de una chapa de acero inoxidable y posteriormente pueden doblarse, es decir, doblarse para dar la forma tal como se muestra en la figura 1B. Los contactos eléctricos están conectados en este caso al elemento 12 de conexión y al elemento 10 piezoeléctrico a través de un conductor 16 de cinta flexible, tal como por ejemplo una pista de placa impresa o una línea de cinta.

El elemento 6 de soporte y la membrana 8 vibratoria tal como se muestra en la figura 1A también pueden proporcionarse como un elemento solidario (de una sola pieza) y de este modo también un cabezal de vibración también puede proporcionarse sin elemento de soporte.

Alternativamente, también puede proporcionarse un cabezal de vibración sin una combinación fija del elemento 6 de soporte y/o la membrana 8 con el elemento 10 de generación de vibraciones, por ejemplo en tal caso el elemento 6 de soporte y/o la membrana 8 se insertan de manera reemplazable en un generador de aerosol poniendo en contacto un elemento piezoeléctrico con un elemento 6 de soporte y/o una membrana vibratoria del generador de aerosol.

Los contactos 14, 14' eléctricos para el cabezal de vibración no están restringidos al ejemplo mostrado en la figura 1B y pueden construirse, por ejemplo, de tal manera que pueda conectarse un cable de conexión de múltiples hilos para una conexión eléctrica con el controlador. De hecho, el cabezal de vibración puede comprender uno o más contactos eléctricos, por ejemplo, clavijas, enchufes, conectores, elementos de conexión, pinzas, cinchas o similares, para la conexión a un control, por ejemplo, un control externo. En este caso, el control puede ser cualquier tipo de control, por ejemplo, una unidad de control, un elemento de control, un circuito de control o similar. El control puede ser capaz de hacer funcional eléctricamente el cabezal de vibración del generador de aerosol. El control puede conectarse a través de uno o más contactos eléctricos al cabezal de vibración, por ejemplo, a un elemento de fuente de alimentación del cabezal de vibración.

Por ejemplo, las figuras 2A y 2B muestran respectivamente una vista desde arriba y una vista lateral en perspectiva esquemáticas de un cabezal de vibración de un generador de aerosol que incluye un elemento 6 de soporte, una membrana 8 vibratoria y un elemento 10 piezoeléctrico anular y una unidad 12' de conexión para conectar un cable de conexión de 4 clavijas con el controlador. Tal como se muestra en este caso, el elemento 10 piezoeléctrico anular (elemento de generación de vibraciones) tiene un diámetro exterior de, por ejemplo, aproximadamente 2 cm. Además, la membrana 8 vibratoria y/o el elemento 6 de soporte tienen un diámetro exterior que es mayor que el elemento 10 piezoeléctrico anular (elemento de generación de vibraciones) y tienen un diámetro interior (correspondiente al diámetro interior del elemento piezoeléctrico anular) de, por ejemplo, aproximadamente 1 cm. Dentro del diámetro interior del elemento 10 de generación de vibraciones, la membrana 8 puede tener forma de cúpula y comprende la pluralidad de orificios descritos anteriormente. Además, el elemento 10 piezoeléctrico anularse muestra usando líneas discontinuas en la figura 2A, lo que indica que el elemento 10 piezoeléctrico se proporciona en el lado posterior (lado cóncavo) de la membrana. En uso, un cabezal de vibración de este tipo puede colocarse en un generador de aerosol y conectarse eléctricamente con el control externo a través de la unidad 12' de conexión usando un cable de conexión. También en este caso resulta decisiva una colocación adecuada del cabezal de vibración en el generador de aerosol y una conexión eléctrica adecuada para garantizar una calidad suficientemente alta del aerosol generado.

El documento US 2018/313556 A1 divulga un humidificador flotante que usa un esquema de transmisión de potencia vertical e incluye: una unidad de transmisión de potencia inalámbrica que incluye un sustrato y una estructura vertical dispuesta verticalmente sobre el sustrato, y configurada para transmitir potencia eléctrica en un esquema de inducción magnética a través del sustrato y la estructura vertical; un recipiente de agua que incluye una porción de alojamiento en la que se aloja agua y una porción de sujeción que sobresale de un centro de la porción de alojamiento y está montada en la estructura vertical por encima de la unidad de transmisión de potencia inalámbrica; y una unidad de generación de humidificación insertada en la porción de sujeción del recipiente de agua a través de un orificio de sujeción perforado verticalmente y configurada para generar una corriente usando una fuerza magnética inducida por la unidad de transmisión de potencia inalámbrica para accionar un humidificador.

El documento WO 2011/083380 A1 divulga un nebulizador para la administración en aerosol de una sustancia. El nebulizador comprende una boquilla, una cámara que contiene la sustancia, una membrana flexible que tiene una pluralidad de aberturas y un vibrador para hacer vibrar la membrana flexible para formar un flujo de gotitas de aerosol de la sustancia que se expulsan a través de las aberturas y hacia una boquilla. El vibrador puede ser un elemento piezoeléctrico.

Sumario de la invención

Problema técnico

De manera convencional, se proporciona una conexión eléctrica usada para la transferencia de potencia entre el cabezal de vibración del generador de aerosol y el controlador a través de un cable eléctrico que tiene conectores de enchufe. El uso de un conector de enchufe eléctrico tiene desventajas técnicas debido al hecho de que un conector de enchufe tiene una vida útil limitada que está relacionada con un número limitado de operaciones de enchufe o ciclos de enchufe, de por ejemplo 2.000 - 10.000 ciclos de aplicación de enchufe, que garantizan una conexión eléctrica segura.

Además, la humedad, el vapor o similares que pueden formarse como resultado del proceso de generación de aerosol o del proceso de limpieza pueden entrar en el conector de enchufe y provocar así corrientes de fuga o incluso un cortocircuito entre los contactos eléctricos, incluso en los casos en que se proporciona un sellado. La humedad o alta humedad dentro de una región de contacto eléctrico (relacionada con la unidad 12' de conexión en las figuras 2A y 2B, por ejemplo) y/o en una región del elemento piezoeléctrico del cabezal de vibración, puede dar como resultado una etapa previa de cortocircuito en la que puede verse afectado el funcionamiento eléctrico adecuado del cabezal de vibración. Por ejemplo, en tales situaciones se han medido valores de reducción de la TOR (tasa de producción total) de aerosol de hasta un 30 %. En el peor de los casos, la entrada de agua o de una disolución de cloruro de sodio también puede conducir a un cortocircuito total en el que falla el funcionamiento del cabezal de vibración. Más específicamente, la entrada de agua o líquido puede conducir a un valor de resistencia eléctrica paralela reducido de, por ejemplo, 1 kQ, en comparación con un valor de resistencia eléctrica del cabezal de vibración de, por ejemplo, 470 kQ.

Además, un contacto mecánico a través, por ejemplo, del conector de enchufe da como resultado regiones que son difíciles de limpiar, al menos en parte.

El documento US 9.962.505 B2 describe un acoplamiento de campo magnético (inductivo) entre una bobina transmisora y una bobina receptora para accionar eléctricamente una fuente de vibración (elemento piezoeléctrico). Sin embargo, esta solución tiene varias desventajas. En primer lugar, para lograr un acoplamiento inductivo suficiente, se proporciona una corriente de excitación de CA de frecuencia relativamente alta, superior a 1 MHz, a través de un devanado primario del acoplamiento inductivo. Sin embargo, una frecuencia tan alta perjudica la calidad del aerosol. Además, la dimensión espacial máxima de la bobina transmisora y la bobina receptora en el documento US 9.962.505 B2 en comparación con la dimensión espacial máxima de la membrana y el elemento piezoeléctrico no permite la integración de tales bobinas en los cabezales de vibración tal como se muestra en las figuras 1A, 1B, 2A y 2B. Solución

Por tanto, existe la necesidad en la técnica de superar los problemas técnicos anteriores relacionados con la forma convencional de conexión de potencia de los generadores de aerosol.

Este objeto se logra, en un primer aspecto, mediante las características de un cabezal de vibración para un generador de aerosol tal como se define en la reivindicación 1. Las realizaciones ventajosas del cabezal de vibración se describen en las reivindicaciones dependientes correspondientes.

Esto objeto se logra, en un segundo aspecto, mediante las características de un sistema de un controlador y un generador de aerosol tal como se define en la reivindicación 7. Las realizaciones ventajosas del sistema se describen en las reivindicaciones dependientes correspondientes.

Este objeto se logra, en un tercer aspecto, mediante las características de un generador de aerosol tal como se define en la reivindicación 18.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1A y 1B muestran una vista desde abajo y una vista desde arriba en perspectiva esquemáticas de un cabezal de vibración de un generador de aerosol, respectivamente.

Las figuras 2A y 2B muestran una vista desde arriba y una vista lateral en perspectiva esquemáticas de otro cabezal de vibración de un generador de aerosol, respectivamente.

La figura 3 muestra esquemáticamente un cabezal de vibración para un generador de aerosol y un controlador para el generador de aerosol según una realización de la presente invención.

La figura 4 muestra esquemáticamente un cabezal de vibración para un generador de aerosol según otra realización de la presente invención.

La figura 5 muestra esquemáticamente un cabezal de vibración para un generador de aerosol según otra realización de la presente invención.

La figura 6 muestra esquemáticamente un cabezal de vibración para un generador de aerosol y un controlador para el generador de aerosol según otra realización de la presente invención.

Las figuras 7A y 7B muestran diagramas de circuitos eléctricos equivalentes para un elemento piezoeléctrico y un elemento de contacto eléctrico, respectivamente.

Las figuras 8A, 8B y 8C muestran respectivamente un controlador, un generador de aerosol y un controlador y un generador de aerosol conectados según otra realización de la presente invención.

Descripción de las realizaciones

Las realizaciones de la presente invención se describen con referencia a las figuras. Cabe señalar que la siguiente descripción no debe interpretarse como limitativa de la invención. En lo que sigue y en lo anterior, los signos de referencia similares o iguales indican elementos u operaciones similares o iguales.

La figura 3 muestra esquemáticamente un controlador 100 y un cabezal 210 de vibración según una realización de la presente invención. El cabezal 210 de vibración puede proporcionarse de manera reemplazable dentro del generador 200 de aerosol y por tanto puede extraerse del generador 200 de aerosol, por ejemplo con fines de limpieza, o puede reemplazarse por otro cabezal de vibración del mismo tipo o de uno diferente. Para generar aerosol, el cabezal 210 de vibración comprende una membrana 8 y un elemento 10 de generación de vibraciones, tal como un elemento piezoeléctrico, tal como se detalló anteriormente.

El generador 200 de aerosol tiene un alojamiento (no mostrado) con al menos un primer elemento de contención y un segundo elemento de contención. El cabezal 210 de vibración se alberga al menos parcialmente en el alojamiento y está contenido entre el primer y el segundo elementos de contención. Por ejemplo, el cabezal 210 de vibración puede colocarse con respecto al primer elemento de contención y el generador de aerosol puede ponerse en estado de funcionamiento cerrando el segundo elemento de contención con respecto al primer elemento de contención. El experto conoce aspectos adicionales de la colocación mecánica, la orientación apropiada y similares del cabezal 210 de vibración dentro del generador 200 de aerosol, por ejemplo también con respecto a un depósito de líquido proporcionado en el generador de aerosol, véase, por ejemplo, el documento EP 2957349 A1. Cabe señalar que un depósito de líquido no forma parte del cabezal 210 de vibración descrito. Como tal, cuando se retira o se separa el cabezal 210 de vibración del generador 200 de aerosol, el cabezal 210 de vibración puede limpiarse o desinfectarse completamente sin una intervención adicional en el cabezal 210 de vibración, tal como abrir partes del cabezal de vibración o similares.

Tal como se muestra adicionalmente en la figura 3, el controlador 100 comprende una unidad 110 de conexión y una unidad 120 de control.

La unidad 110 de conexión de la figura 3 está configurada para conectarse con un elemento 300 de contacto eléctrico. El elemento 300 de contacto eléctrico puede ser al menos uno de un cable electrónico, un conector, un cable de conexión, un circuito impreso, una trayectoria de circuito, un polímero conductor, un hilo eléctrico, una clavija y un enchufe.

Para simplificar la comprensión, la figura 3 ilustra esquemáticamente un cable de conexión/cable eléctrico como el elemento 300 de contacto eléctrico. Tal como se muestra, el cable eléctrico tiene, en un lado, una unidad de conexión 310a de tipo enchufe (conector de enchufe), por ejemplo que tiene dos o más polos para una conexión eléctrica con la unidad 120 de control, y tiene, en el otro lado del cable 300 eléctrico, una bobina 320 primaria (representada esquemáticamente) dentro de una unidad 310b de conexión de tipo enchufe del elemento 300 de contacto eléctrico (cable) configurada para proporcionar un acoplamiento inductivo a una bobina 220 secundaria del cabezal 210 de vibración.

Dicho de otro modo, tal como se ilustra además esquemáticamente en la figura 3, el elemento 300 de contacto eléctrico puede estar dotado, en el primer lado, de un enchufe 310a de múltiples clavijas o similar para proporcionar una conexión eléctrica con la unidad 110 de conexión. Tal como se muestra, el elemento 300 de contacto eléctrico también puede estar conectado eléctricamente, en el segundo lado, con el cabezal 210 de vibración, por ejemplo a través de una unidad 310b de conexión de tipo enchufe (enchufe) o similar, con el fin de proporcionar una conexión eléctrica segura entre el controlador 100 y el cabezal 210 de vibración, por ejemplo con el fin de accionar eléctricamente el cabezal 210 de vibración según parámetros eléctricos específicos para generar un aerosol. El experto entiende que el enchufe 310b está dotado de la bobina 320 primaria en lugar de una o más clavijas como se proporciona en el enchufe 310a de múltiples clavijas en el primer lado del elemento 300 de contacto eléctrico. En este caso, la bobina 320 primaria tiene preferiblemente una extensión espacial correspondiente al tamaño de los enchufes 310a y 310b, de modo que los enchufes 310a y 310b pueden tener sustancialmente el mismo tamaño. Es decir, la bobina 320 primaria puede proporcionarse preferiblemente dentro de un enchufe de cable de tamaño convencional (unidad de conexión de tipo enchufe).

Por tanto, el elemento 300 de contacto eléctrico puede conectarse tanto con el controlador 100 como con el cabezal 210 de vibración, o puede tener al menos una conexión fija con el controlador y sólo puede conectarse con el cabezal 210 de vibración. En otras realizaciones, el elemento 300 de contacto eléctrico puede ser un elemento de contacto que proporciona un mecanismo de contacto para una conexión directa del controlador 100 con el generador 200 de aerosol (incluyendo el cabezal 210 de vibración) de modo que las bobinas primaria y secundaria se acerquen entre sí mediante la unidad de conexión de tipo enchufe mostrada en la figura 3.

Tal como se ilustra adicionalmente en la figura 3, el cabezal 210 de vibración está dotado de una bobina 220 secundaria. Tal como se ilustra en la figura 3, la bobina 220 secundaria está conectada eléctricamente con el elemento 10 de generación de vibraciones que puede ser un elemento piezoeléctrico. Según esta realización, la bobina 220 secundaria tiene una dimensión espacial que es menor que el diámetro (exterior) de la membrana 8 y/o el diámetro (exterior) del elemento 10 de generación de vibraciones y, por tanto, puede proporcionarse ventajosamente dentro del cabezal 210 de vibración. Como la bobina 220 secundaria está integrada dentro del cabezal 210 de vibración y, por tanto, el cabezal 210 de vibración no tiene contactos eléctricos abiertos, el cabezal 210 de vibración puede limpiarse o desinfectarse completamente cuando se retira o se separa el cabezal 210 de vibración del generador 200 de aerosol sin una intervención adicional en el cabezal 210 de vibración, tal como abrir partes del cabezal de vibración o similares. Según esta realización, también la bobina 320 primaria tiene una dimensión espacial (máxima) que es menor que el diámetro (exterior) de la membrana 8 y/o el diámetro (exterior) del elemento 10 de generación de vibraciones. Como tal, la dimensión espacial (máxima) de las bobinas primaria y secundaria puede adaptarse a una unidad de conexión de tipo enchufe del cabezal de vibración. En particular, la dimensión espacial más grande (dimensión espacial máxima) de las bobinas primaria y secundaria es tal que las bobinas encajan en una unidad de conexión de tipo enchufe del cabezal de vibración.

Tal como se muestra en la figura 3, cuando el cabezal 210 de vibración se inserta en el generador 200 de aerosol y el elemento 300 de contacto eléctrico se enchufa en el cabezal 210 de vibración, entonces la bobina 320 primaria dentro del enchufe 310b se coloca en estrecha proximidad con la bobina 220 secundaria del cabezal de vibración, por ejemplo, a una distancia que es una fracción de los diámetros de bobina. En particular, las bobinas primaria y secundaria deben colocarse a una distancia de menos de 3 milímetros, preferiblemente menos de 2 milímetros y más preferiblemente menos de 1 milímetro. El experto entiende que tal distancia puede incluir una carcasa de plástico del enchufe 310b y del cabezal 210 de vibración. Además, la carcasa de plástico del enchufe 310b y/o del cabezal 210 de vibración puede estar dotada de elementos de alineación con el fin de proporcionar una colocación optimizada de las bobinas.

La inserción del enchufe 310b en el cabezal 210 de vibración proporciona una colocación mecánicamente fija de la bobina 320 primaria con respecto a la bobina 220 secundaria que, a la inversa, puede proporcionarse en estrecha proximidad con una región de conector de cable.

Una configuración de este tipo permite un acoplamiento inductivo suficiente entre la bobina 320 primaria y la bobina secundaria, y por tanto logra un acoplamiento inductivo entre el controlador 100 y el cabezal 210 de vibración con el fin de transferir potencia al generador 200 de aerosol, en particular a una frecuencia de corriente de excitación de CA significativamente menor de 1 MHz, lo que garantiza una calidad de aerosol óptima (véase a continuación). En particular, una excitación eléctrica de la bobina 320 primaria que tiene una pluralidad de devanados genera un flujo magnético que actúa sobre la bobina 220 secundaria y se induce una tensión en la bobina 220 secundaria. En este caso, la excitación eléctrica y los parámetros de configuración de las bobinas primaria y secundaria se seleccionan de tal manera que se logre una constante de acoplamiento suficiente para que se induzca una tensión adecuada que permita que el elemento 10 de generación de vibraciones haga vibrar la membrana 8 para generar un aerosol. En este caso, las bobinas primaria y secundaria tienen preferiblemente valores de inductancia de entre 20 y 500 |iH, lo que determina el material de la bobina y el número de devanados que pueden usarse para los enchufes respectivos.

Por tanto, el acoplamiento inductivo se proporciona en este caso para un accionamiento eléctrico (transmisión de potencia inductiva) del elemento 10 de generación de vibraciones (elemento piezoeléctrico) del cabezal 210 de vibración, no para cargar una batería.

Dotar el cabezal 210 de vibración de un mecanismo mecánicamente estable para enchufar y bloquear el elemento 300 de contacto eléctrico puede proporcionar la ventaja adicional de que se minimiza un desplazamiento lateral entre las bobinas primaria y secundaria y, por tanto, se logra un acoplamiento inductivo mejorado que minimiza la pérdida de potencia, en particular porque puede garantizarse una colocación (prácticamente) idéntica de las bobinas primaria y secundaria durante la vida útil de la conexión de enchufe.

En el contexto de accionar el cabezal 210 de vibración del generador 200 de aerosol, las bobinas primaria y secundaria están configuradas preferiblemente para una transferencia de una tensión alterna a 70 Vpp a una frecuencia de 30 -180 kHz, más preferiblemente de 110 -170 kHz, a una potencia eléctrica de 2 W. Como tal, la unidad 120 de control puede proporcionar una excitación eléctrica correspondiente a la bobina 320 primaria, es decir, una tensión alterna a 70 Vpp a una frecuencia de 30 - 180 kHz, más preferiblemente de 110 - 170 kHz, a una potencia eléctrica de 2 W. Sorprendentemente, los presentes inventores han descubierto que estos parámetros eléctricos pueden usarse integrando bobinas secundarias en cabezales de vibración, tal como se describió anteriormente, sin cambios de sus dimensiones físicas y también sin efectos perjudiciales sobre las propiedades del aerosol, tales como TOR (tasa de producción total) y MMD (mediana del diámetro masa), en particular en estas frecuencias de excitación (por ejemplo entre 110 - 170 kHz). En particular, pueden lograrse valores de MMD menores de 5 μm incluso con el presente acoplamiento inductivo en estas corrientes de excitación de CA.

En una realización adicional, la bobina 220 secundaria puede integrarse con el cabezal 210 de vibración, por ejemplo dentro de las partes de plástico o sintéticas correspondientes del cabezal 210 de vibración. Como tal, cuando el cabezal 210 de vibración se extrae del generador 200 de aerosol, por ejemplo con el fin de limpiar, se retira entonces la bobina 220 secundaria junto con el cabezal 210 de vibración, mientras se proporciona un cerramiento completo para que la bobina secundaria no se dañe cuando se limpia el cabezal de aerosol.

La figura 4 muestra otra realización preferida en la que el cabezal 210 de vibración está dotado además de una red 230 de adaptación. La red 230 de adaptación tiene una conexión eléctrica tanto con la bobina 220 secundaria como con el elemento 10 de generación de vibraciones (elemento piezoeléctrico). La red 230 de adaptación está configurada para una adaptación adicional de una característica eléctrica de un circuito de oscilación que comprende la bobina 220 secundaria y el elemento 10 de generación de vibraciones, que puede lograrse dotando a la red 230 de adaptación de uno o más de un conductor eléctrico, un condensador y un inductor. Como tal, la corriente alterna inducida no acciona directamente el elemento 10 de generación de vibraciones (piezoeléctrico), sino que la tensión inducida se adapta a la característica eléctrica particular del elemento 10 de generación de vibraciones. La característica eléctrica puede referirse, por ejemplo, a la frecuencia de resonancia del elemento 10 de generación de vibraciones. La red 230 de adaptación está adaptada por tanto para adaptar las características de tensión inducida a la frecuencia de resonancia óptima del elemento 10 de generación de vibraciones, lo que puede así mejorar por tanto adicionalmente la eficiencia de generación de aerosol y la calidad del aerosol. En este caso, la red 230 de adaptación puede estar dotada de uno o más inductores de 100 a 200 |iH y uno o más condensadores de 100 pF a 5000 pF, preferiblemente de 400 pF a 2000 pF. La presente realización no se limita a proporcionar la red de adaptación dentro del cabezal de vibración. Alternativamente, una red de adaptación para optimizar el acoplamiento inductivo también puede proporcionarse en el controlador, es decir, en el lado de la bobina primaria.

Además, al proporcionar la red 230 de adaptación en el cabezal 210 de vibración, puede suministrarse energía eléctrica a una carga eléctrica adicional (además del elemento 10 de generación de vibraciones), tal como uno o más sensores que pueden requerir parámetros eléctricos diferentes del elemento 10 de generación de vibraciones. En tal caso, las bobinas primaria y secundaria proporcionan por tanto un único acoplamiento inductivo con respecto a al menos dos cargas eléctricas diferentes. Esto evita una situación en la que el espacio relativamente pequeño disponible para las bobinas primaria y secundaria tendría que compartirse con un segundo acoplamiento inductivo debido a bobinas adicionales con el fin de proporcionar energía eléctrica a los sensores.

La figura 5 muestra otra realización preferida en la que el cabezal 210 de vibración está dotado además de un elemento 250 de confinamiento de campo magnético que confina o agrupa un campo magnético con respecto a la bobina 220 secundaria. Este elemento 250 de confinamiento de campo magnético puede ser un material magnéticamente permeable, tal como un metal ferromagnético, ferrita o similar, y confina un flujo de campo magnético que emana de la bobina 320 primaria en una dirección hacia la bobina 220 secundaria. De ese modo mejora el acoplamiento inductivo porque el flujo magnético aumentado en la bobina 220 secundaria aumenta la tensión inducida y reduce las pérdidas. Además, puede reducirse una interferencia eléctrica con otros componentes del generador de aerosol, tal como una inducción de tensión en los sensores del generador de aerosol, lo que también puede reducir los problemas de compatibilidad electromagnética del dispositivo médico (generador de aerosol).

Tal como se muestra adicionalmente en la figura 5, también el elemento 300 de conexión eléctrica puede estar dotado de un elemento 350 de confinamiento de campo magnético correspondiente para confinar el flujo de campo magnético que emana de la bobina 320 primaria en una dirección hacia la bobina 220 secundaria. Este elemento 350 de confinamiento de campo magnético adicional, que puede proporcionarse en el enchufe 310b, puede mejorar adicionalmente el acoplamiento inductivo y conducir así a una reducción adicional en las demandas de potencia para accionar el cabezal de vibración.

Preferiblemente, los elementos 250 y 350 de confinamiento de campo magnético pueden estar dotados de un núcleo en forma de cazuela. Normalmente, la forma de tal núcleo de tipo cazuela es redonda con un hueco interno que encierra casi por completo la bobina. Un núcleo de tipo cazuela de este tipo puede estar formado por dos mitades que encajan entre sí alrededor de un formador de bobina y tiene un efecto de confinamiento y previene la radiación y reduce la interferencia electromagnética. El uso de tales núcleos en forma de cazuela como elementos 250 y 350 de confinamiento de campo magnético proporciona un posicionamiento más sencillo de las bobinas primaria y secundaria, en particular en el espacio relativamente pequeño de las unidades de conexión de tipo enchufe. Preferiblemente, los núcleos en forma de cazuela deberían estar desviados entre sí en menos de 1 mm en el área transversal o diámetro, incluso más preferido en menos de 0,5 mm, 0,3 mm o 0,1 mm, proporcionando una eficiencia de acoplamiento sucesivamente mejorada.

Cabe señalar además que también la dimensión espacial máxima de los elementos 250 y 350 de confinamiento de campo magnético es menor que el diámetro espacial máximo de la membrana 8 y/o del elemento 10 de generación de vibraciones. En particular, la dimensión espacial de los elementos 250 y 350 de confinamiento de campo magnético relacionados para recibir los respectivos devanados de bobina de las bobinas primaria y secundaria, por ejemplo la dimensión espacial del núcleo en forma de cazuela, es menor que el diámetro de la membrana 8 y/o del elemento 10 de generación de vibraciones.

Basándose en el acoplamiento inductivo sin contacto proporcionado entre la unidad 120 de control y el cabezal 210 de vibración, el controlador 100 y el cabezal 210 de vibración son componentes estructurales independientes y pueden estar dotados de un cerramiento completo, es decir, sin contactos eléctricos abiertos. En particular, cada componente puede estar dotado de una carcasa independiente para evitar la entrada de humedad/agua. Además, esto permite una desinfección química y/o térmica mejorada, por ejemplo porque la desinfección no afecta a las bobinas moldeadas en comparación con los contactos eléctricos abiertos del sistema convencional que conduce a corrosión. En particular, un material sintético que puede usarse para sobremoldear las bobinas es resistente a temperaturas de 100 °C y superiores. De este modo puede mantenerse sin deformación el posicionamiento de las bobinas para el acoplamiento inductivo.

En una realización adicional, el acoplamiento inductivo sin contacto puede usarse además para la transmisión adicional de datos de información, por ejemplo con el fin de transmitir parámetros de control/datos de inhalación hacia/desde el cabezal 210 de vibración. Para ello, una unidad de lado de transmisión en el controlador 100 y/o el cabezal 210 de vibración modula de manera apropiada los datos de información sobre la señal de excitación (descrita anteriormente) y una unidad de lado de recepción correspondiente en el controlador 100 y/o el cabezal 210 de vibración filtra/demodula esta señal de excitación. En este caso, los datos de información pueden referirse a datos de sensores y/o de almacenamiento, por ejemplo para accionar sensores o actuadores o para leer áreas de almacenamiento de los sensores en el generador de aerosol o en el cabezal de vibración.

Un ejemplo de un sensor de este tipo es un sensor de presencia de fluido para detectar si hay presente una cantidad suficiente de fluido/líquido en el depósito. Otro ejemplo de un sensor de este tipo es un sensor de flujo para detectar si un paciente/usuario está inhalando o exhalando. Tal como se ilustró anteriormente, puede suministrarse energía eléctrica a uno o más de estos sensores a través del único acoplamiento inductivo proporcionado entre las bobinas primaria y secundaria, preferiblemente además de permitir la transmisión de datos.

En una realización adicional ilustrada en la figura 6, el controlador 100 está configurado para determinar si un cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo de un generador 200 de aerosol, tal como se describió anteriormente, está conectado de manera apropiada. Dicho de otro modo, el controlador 100 está configurado para detectar si un cabezal 210 de vibración está conectado eléctricamente a través del acoplamiento inductivo descrito anteriormente y por tanto es posible una generación de aerosol.

Tal como se ilustra en la figura 6, el controlador 100 tiene además una unidad 130 de detección/determinación, una unidad 140 de notificación y una unidad 150 de almacenamiento.

La unidad 130 de detección/determinación está configurada para detectar un parámetro de almacenamiento de energía relacionado con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado y para determinar si el cabezal 210 de vibración está conectado con el elemento 300 de contacto eléctrico basándose en un parámetro de almacenamiento de energía determinado.

Un mecanismo de detección y determinación de este tipo puede ser de particular interés para pacientes en cuidados intensivos, para los cuales se proporciona una administración de medicamento o fármaco a través de un dispositivo respiratorio, y que por sí mismos no son capaces de verificar la conversión en aerosol apropiada/correcta del medicamento o fármaco. Además, una instalación de cuidados intensivos de este tipo puede requerir la presencia de cables eléctricos bastante largos que conectan el controlador 100 con el generador 200 de aerosol (que está dotado de un cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo insertado) y que, por tanto, son propensos a errores de desconexión. Por tanto, una determinación de una conexión correcta del cabezal 210 de vibración minimiza los errores en los tratamientos médicos. Un mecanismo de detección y determinación de este tipo también puede ser de particular interés en situaciones en las que el controlador 100 está en una posición remota con respecto al generador de aerosol (que está dotado de un cabezal 210 de vibración basado en un acoplamiento inductivo insertado). En tal situación, puede que, por ejemplo, no pueda comprobarse visualmente la conexión apropiada.

A continuación, se distinguen dos casos. En un primer caso, el elemento 300 de contacto eléctrico está conectado sólo con la unidad 110 de conexión del controlador 100, mientras que en un segundo caso, el elemento 300 de contacto eléctrico está conectado tanto con la unidad 110 de conexión del controlador 100 como con el cabezal 210 de vibración que está colocado adecuadamente en el generador 200 de aerosol y el enchufe 330 del elemento 300 de contacto eléctrico está conectado mecánicamente con el cabezal 210 de vibración de modo que se logre eficientemente un acoplamiento inductivo entre la bobina 320 primaria y la bobina 220 secundaria. Sólo en el segundo caso, el cabezal 210 de vibración tiene una conexión eléctrica sin contacto con el controlador 100 y puede garantizarse una generación de aerosol apropiada.

Los presentes inventores se han dado cuenta de que el propio controlador 100 es capaz de distinguir entre estos dos casos basándose en un parámetro de almacenamiento de energía. En este caso, el parámetro de almacenamiento de energía está asociado o relacionado con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado en el primer caso anterior, y está asociado o relacionado con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado y el cabezal 210 de vibración conectado combinados en el segundo caso anterior. El parámetro de almacenamiento de energía se refiere al menos a una de la capacidad (almacenamiento de carga eléctrica en un condensador) y la inductancia (energía de campo magnético) que pueden almacenarse (temporalmente) en el cabezal 210 de vibración y el elemento 300 de contacto eléctrico, respectivamente. Las figuras 7A y 7B muestran diagramas de circuitos eléctricos equivalentes del cabezal de vibración de base inductiva (incluyendo el elemento 10 piezoeléctrico y la bobina 220 secundaria) (figura 7A) y un cable eléctrico (incluyendo la bobina 320 primaria) como ejemplo del elemento 300 de contacto eléctrico (figura 7B). En este caso, puede considerarse que el elemento piezoeléctrico del cabezal 210 de vibración tiene capacidad de almacenamiento de energía eléctrica debido a elementos de circuito capacitivos (C⁰, C¹). Además, puede considerarse que la bobina 220 secundaria del cabezal 210 de vibración tiene capacidad de almacenamiento de energía de campo magnético debido a elementos de circuito inductivos (L) en la figura 7A. Además, puede considerarse que el cable eléctrico tiene capacidad de almacenamiento de energía debido a los elementos de circuito capacitivos (C) e inductivos (L/2, L/2) en la figura 7B. En este caso, los elementos de circuito inductivos del cable eléctrico se refieren a un valor de inductancia de la bobina 320 primaria.

El tipo de almacenamiento de energía de un elemento piezoeléctrico en un cabezal 210 de vibración puede ser principalmente de naturaleza capacitiva con valores de 4 - 7 nF, mientras que la bobina primaria/secundaria normalmente tiene valores de inductancia de desde 20 hasta 10.000 |iH. El tipo de almacenamiento de un cable eléctrico puede ser principalmente de naturaleza capacitiva con valores de 0,05 - 0,25 nF. Dicho de otro modo, tanto el cabezal 210 de vibración como el elemento 300 de contacto eléctrico tienen parámetros de almacenamiento de energía distinguibles.

Basándose en lo anterior, en el primer caso anterior, la capacidad de almacenamiento de energía relacionada con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado es, por tanto, la capacidad de almacenamiento de energía del elemento 300 de contacto eléctrico. En el segundo caso anterior, es decir, cuando también está conectado el cabezal 210 de vibración debido al acoplamiento inductivo, entonces la capacidad de almacenamiento de energía relacionada con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado es la capacidad de almacenamiento de energía tanto del elemento 300 de contacto eléctrico como del cabezal 210 de vibración, es decir, la cantidad de energía eléctrica (campo eléctrico y/o campo magnético) que puede almacenarse tanto en el elemento 300 de contacto eléctrico como en el cabezal 210 de vibración.

Tal como se detallará adicionalmente a continuación, la detección de un parámetro relacionado con la capacidad de almacenamiento de energía puede realizarse mediante una medición pulsada, por ejemplo mediante una medición de impulsos eléctricos monopolares o bipolares. Esto puede considerarse como una medición de impulsos de prueba o una medición de fase previa. El impulso de prueba monopolar puede proporcionarse mediante una configuración de generación de impulsos simple, mientras que un impulso de prueba bipolar es ventajoso con el fin de descargar eléctricamente por completo el elemento 10 piezoeléctrico del cabezal 210 de vibración. En este caso, en respuesta a la aplicación de un impulso de prueba eléctrico al elemento 300 de contacto eléctrico conectado, la unidad 120 de detección puede detectar un perfil de descarga eléctrica, es decir, una curva de descarga eléctrica a través de una carga eléctrica definida en el primer caso (sólo está conectado el elemento de contacto eléctrico) o en el segundo caso (están conectados tanto el elemento de contacto eléctrico como el cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo). Tales curvas de descarga eléctrica pueden ser un perfil de descarga de tensión que normalmente tiene un decaimiento temporal exponencial U(t) = U0 * exp(-t/-r) en el que U es una tensión medida, t es el tiempo y t es un ejemplo de un parámetro de almacenamiento de energía que indica un valor de capacitancia y/o inductancia correspondiente de la carga conectada. En el primer caso anterior en el que sólo está conectado el elemento 300 de contacto eléctrico, el parámetro de almacenamiento de energía t1 es por tanto un valor que normalmente es mucho menor que en el segundo caso anterior en el que también está conectado el cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo y el parámetro de almacenamiento de energía es ^t2, es decir, ^t1 < ^t2.

Más específicamente, la unidad 130 de detección/determinación puede estar configurada por tanto para analizar la curva de descarga medida y determinar un parámetro de almacenamiento de energía a partir de la misma. En este caso, el análisis de la curva de descarga medida puede realizarlo la unidad 130 de detección/determinación aplicando uno o más parámetros de ajuste a la curva de descarga medida. Basándose en el parámetro de almacenamiento de energía determinado (t1, t2), la unidad 130 de detección/determinación determina por tanto si el cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo está conectado correctamente (^{t s t}2) o si el cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo no está conectado (^{t s t}1). Por tanto, la determinación puede realizarse comparando el parámetro de almacenamiento de energía detectado con un umbral predeterminado. Tal umbral predeterminado puede establecerse basándose en valores típicos de ^t1 para el elemento 300 de contacto eléctrico. Cabe señalar que pueden usarse diferentes elementos de contacto eléctrico (un cable electrónico, un conector, un circuito impreso, una trayectoria de circuito, un polímero conductor, un hilo eléctrico, una clavija, un enchufe o una combinación de los mismos) en aplicaciones prácticas, pero que el parámetro de almacenamiento de energía de un cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo siempre es significativamente mayor, tal como se explicó anteriormente.

La unidad 140 de notificación está configurada para notificar a un usuario, a través de al menos una de una realimentación visual, de audio o háptica, un resultado de determinación de la unidad 130 de detección/determinación. Por ejemplo, puede mostrarse al usuario una luz verde si un cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo está conectado, mientras que se muestra al usuario una luz roja (por ejemplo, parpadeante) si el resultado de la determinación indica que no está conectado un cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo. En particular, la notificación puede proporcionar un aviso de que un cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo no está conectado con el controlador 100 y, por tanto, la conversión en aerosol no se inicia y no puede lograrse una generación de aerosol. Esto es, por ejemplo, útil en entornos hospitalarios en los que se usan cables 300 eléctricos bastante largos y puede perderse la conexión eléctrica apropiada entre el controlador 100 y el cabezal 210 de vibración debido a obstáculos o similares. Alternativamente o además, la unidad 140 de notificación puede enviar un mensaje de comunicación, por ejemplo, un correo electrónico, un SMS, una señal de aviso o similar, a un tercero (por ejemplo, un sistema de monitorización central de hospital o similar).

La medición anterior puede realizarse durante la activación regular del cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo, es decir, una activación eléctrica del cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo cuando se genera un aerosol (funcionamiento en línea), y también puede realizarse en una fase previa (es decir, una fase de inicio) de la activación de la generación de aerosol, o durante un modo de espera en el que no se genera aerosol. Durante el funcionamiento en espera, por ejemplo, una excitación eléctrica pulsada del cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo (a través del elemento 300 de contacto eléctrico) usa parámetros eléctricos (tensión, corriente) que no son suficientes para hacer vibrar el cabezal 210 de vibración de manera que se genere aerosol. Por tanto, una medición en espera de este tipo evita una generación de aerosol real y la pérdida de fármaco asociada que resultaría a partir de un funcionamiento del generador de aerosol durante un funcionamiento en línea en el que se suministra corriente alterna al cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo. De esta manera, no se desperdicia medicamento líquido cuando se determina (únicamente) que se logra una conexión eléctrica apropiada del cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo.

En otra realización, la unidad 130 de detección/determinación puede configurarse además para determinar un tipo de cabezal de vibración. Tal como se comentó anteriormente, pueden proporcionarse diferentes tipos de cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo para el generador 200 de aerosol. En particular, pueden requerirse diferentes parámetros de excitación eléctrica para los diferentes tipos de cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo de modo que la determinación del tipo de cabezal de vibración conectado permite que el controlador 100 seleccione y aplique los parámetros de control y/o accionamiento correspondientes (tensión, corriente y/o frecuencia).

La unidad 130 de detección/determinación puede distinguir entre una pluralidad de diferentes tipos de cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo en función del parámetro de almacenamiento de energía detectado. Para cada tipo de cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo conectado puede obtenerse una curva de descarga eléctrica distinguible. Como tal, la unidad 130 de detección/determinación puede estar dotada de intervalos respectivos para el parámetro de almacenamiento de energía que son específicos del cabezal de vibración. Dicho de otro modo, estos intervalos pueden ser específicos para los diferentes cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo para identificar de manera única el tipo de cabezal de vibración respectivo. Por ejemplo, para un cabezal de vibración de tipo 1, puede proporcionarse un intervalo de parámetros específico entre un valor mínimo (mín.) y máximo (máx.), es decir, ^t2 (mín.) ≤ ^t2 ≤ ^t2 (máx.), y también puede proporcionarse un intervalo de parámetros específico para un cabezal de vibración de tipo 2, es decir, ^t2 (mín.) ≤ ^t2 ≤ ^t2 (máx.). La unidad 130 de detección/determinación puede determinar entonces el cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo conectado comparando el parámetro de almacenamiento de energía detectado ^t2 con estos intervalos.

La unidad 150 de almacenamiento de la figura 6 también puede almacenar una pluralidad de parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración. Los parámetros de configuración pueden referirse a parámetros eléctricos dependientes del tipo de cabezal (tensión, corriente y/o frecuencia) para hacer funcionar el cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo. Entonces, la unidad 120 de control de la figura 6 puede seleccionar, basándose en el tipo de cabezal de vibración determinado, uno de los parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración y controlar el cabezal 210 de vibración basado en acoplamiento inductivo del generador 200 de aerosol para generar aerosol basándose en el parámetro de configuración dependiente del tipo de cabezal de vibración seleccionado. Como tal, se usan los parámetros de accionamiento eléctrico apropiados para generar el aerosol y puede garantizarse una calidad de aerosol apropiada. Además, un único controlador 100 puede funcionar con una variedad de diferentes tipos de cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo y, por tanto, ya no es necesario proporcionar controladores respectivos para cada uno de los diferentes tipos de cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo.

Basándose en lo anterior, se proporciona una manera rentable de determinar si un cabezal de vibración basado en acoplamiento inductivo está conectado con el controlador del generador de aerosol. El controlador puede usarse, sin programación adicional, con respecto a diferentes tipos de cabezales de vibración, y por tanto se simplifica su capacidad de uso. Además, puede omitirse una conexión de señal independiente, así como un dispositivo de identificación independiente (dispositivo de caracterización) con el fin de identificar el tipo de cabezal de vibración, tal como se muestra en el documento US 8.720.432 B2, por ejemplo.

Las figuras 8A, 8B y 8C muestran respectivamente un controlador 100 (vista lateral y vista frontal), un generador 200 de aerosol y un controlador 100 y un generador 200 de aerosol conectados según otra realización de la presente invención. Tal como se indica en la figura 8A, puede proporcionarse una bobina 320 primaria directamente en el controlador, en particular dentro de la unidad 110 de conexión. Asimismo, en la figura 8B, se muestra esquemáticamente que la bobina 220 secundaria se proporciona en el cabezal de vibración (no mostrado) del generador 200 de aerosol. En la figura 8C, el controlador 100 y el generador 200 de aerosol están conectados entre sí, de modo que la bobina 320 primaria y la bobina 220 secundaria se acercan entre sí y se logra un acoplamiento inductivo, tal como se explicó anteriormente. Es decir, el elemento de contacto eléctrico lo proporciona en este caso un mecanismo de contacto de tipo enchufe (sin un cable extra o similar) para una conexión directa de las bobinas primaria y secundaria. Cabe señalar además que las bobinas primaria y secundaria no están expuestas al exterior (sin contactos eléctricos abiertos) con este mecanismo de contacto, sino que pueden estar sobremoldeadas con un material sintético, tal como se explicó anteriormente.

Según una realización adicional, la unidad 120 de control del controlador 100 puede configurarse para generar alternativamente señales de excitación de al menos dos frecuencias diferentes. En este caso, la señal de excitación de una primera frecuencia (f-i) puede ser la señal de excitación descrita anteriormente que se suministra a través del acoplamiento inductivo sin contacto en el cabezal 210 de vibración al elemento 10 de generación de vibraciones para hacer que la membrana 8 oscile/vibre y genere el aerosol. La señal de excitación de la segunda frecuencia (f²), por otro lado, puede estar relacionada con una frecuencia que se usa para determinar un estado de funcionamiento del cabezal 210 de vibración. Los periodos de tiempo en los que la segunda señal de frecuencia se suministra al elemento 10 de generación de vibraciones a través del acoplamiento inductivo, proporcionado por la bobina 320 primaria y la bobina 220 secundaria, normalmente son mucho más cortos que los periodos de tiempo en los que se suministra la primera señal de frecuencia. Esto se debe a que la segunda señal de frecuencia se suministra únicamente con fines de medición y debería impedir una alteración o interrupción de la generación del aerosol.

En este caso, el estado de funcionamiento del cabezal 210 de vibración puede referirse a características específicas respectivas durante la nebulización y durante un funcionamiento sin líquido, es decir, estados de funcionamiento con y sin líquido en la membrana 8 de vibración. Al detectar un parámetro eléctrico del cabezal de vibración, tal como corriente eléctrica, tensión, potencia eléctrica, cambio de fase, que dependen de la capacidad del elemento 10 de generación de vibraciones, los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que los estados de funcionamiento con y sin líquido sobre la membrana también pueden determinarse de manera fiable cuando se proporciona un acoplamiento inductivo al cabezal 210 de vibración, tal como se describió anteriormente, y no puede ignorarse la influencia de la inductancia de las bobinas primaria y secundaria.

Con el fin de detectar al menos uno de los parámetros del cabezal 210 de vibración, la unidad 130 de detección/determinación del controlador 100 está configurada de tal manera que, durante el funcionamiento de la unidad 120 de control y en respuesta a las señales de excitación alternas descritas anteriormente de al menos dos frecuencias diferentes, el al menos un parámetro eléctrico se toma de las respectivas líneas de conexión del elemento 300 de contacto eléctrico que suministra las señales de excitación a la bobina 320 primaria. Es decir, los parámetros del cabezal 210 de vibración se infieren detectando uno o más parámetros eléctricos relacionados con la bobina 320 primaria.

Puede realizarse una determinación del estado de funcionamiento, es decir, una determinación de si hay líquido presente o no, en la unidad 130 de detección/determinación comparando el valor detectado de al menos un parámetro con un valor para este parámetro almacenado en la unidad 150 de almacenamiento del controlador 100. Cabe señalar que los parámetros almacenados son parámetros que se han predeterminado para el caso específico de cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo.

Por tanto, la detección de al menos un parámetro eléctrico del cabezal de vibración para determinar la presencia de un líquido que va a nebulizarse es incluso posible cuando se proporcionan cabezales de vibración basados en acoplamiento inductivo.

Si, al comparar un parámetro detectado con un parámetro almacenado, la unidad 130 de detección/determinación determina que no hay más líquido en el depósito de líquido, entonces, en una realización preferida, se envía una señal de notificación correspondiente a la unidad 120 de control y a la unidad 140 de notificación. Tras la recepción de esta señal de notificación, la unidad 120 de control detiene automática e inmediatamente el suministro de señales de excitación a la bobina primaria, es decir, apaga automáticamente el generador 200 de aerosol. Además, la unidad 140 de notificación proporciona una realimentación (en al menos una de una realimentación visual, de audio o háptica, tal como se describió anteriormente) para indicar al usuario que el generador de aerosol ha consumido el líquido almacenado.

En una realización adicional, la unidad 130 de detección/determinación también puede determinar un estado respiratorio de un usuario basándose en uno o más parámetros eléctricos que se detectan con respecto a la bobina 320 primaria (por ejemplo, toma de tensión, consumo de corriente, posición de fase de corriente/tensión en la bobina primaria). Esta realización sigue la observación de que las fluctuaciones de presión durante la respiración (es decir, durante la inhalación y durante la exhalación) actúan sobre la membrana 8 de vibración y son suficientemente grandes como para conducir a una señal de salida que se emite por el elemento 10 piezoeléctrico de generación de vibraciones y que también puede transferirse a través del acoplamiento inductivo a la bobina primaria donde puede detectarse tal señal de salida. La característica de detección puede mejorarse dotando además a la unidad 130 de detección/determinación de una unidad de filtro de paso bajo y una unidad amplificadora (no mostradas). Como tal, puede que no sea necesario un sensor de flujo convencional, lo que simplifica el generador de aerosol y reduce los costes de fabricación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cabezal (210) de vibración para un generador (200) de aerosol, comprendiendo el cabezal (210) de vibración:

una membrana (8); y

un elemento (10) de generación de vibraciones;

caracterizado porque el cabezal de vibración comprende además una bobina (220) secundaria configurada para proporcionar un acoplamiento inductivo con una bobina (320) primaria que está conectada con un controlador (100) del generador (200) de aerosol, accionando el acoplamiento inductivo el elemento (10) de generación de vibraciones para hacer vibrar la membrana (8) para generar el aerosol; y

una red (230) de adaptación en conexión con la bobina (220) secundaria y el elemento (10) de generación de vibraciones,

en el que la red (230) de adaptación está configurada para adaptar una característica eléctrica de un circuito de oscilación que comprende la bobina (220) secundaria y el elemento (10) de generación de vibraciones.

2. Cabezal (210) de vibración según la reivindicación 1, en el que la bobina (220) secundaria tiene una dimensión espacial máxima que es menor que el diámetro espacial máximo de dicha membrana (8) y/o dicho elemento (10) de generación de vibraciones.

3. Cabezal (210) de vibración según la reivindicación 2, en el que la dimensión espacial máxima de dicha bobina (220) secundaria está adaptada a una unidad de conexión de tipo enchufe del cabezal de vibración.

4. Cabezal (210) de vibración según una de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la red (230) de adaptación comprende uno o más de una resistencia eléctrica, un condensador y/o un inductor.

5. Cabezal (210) de vibración según una de las reivindicaciones 1 - 4, en el que la bobina (220) secundaria está integrada dentro del cabezal (210) de vibración y/o

en el que la bobina (220) secundaria se proporciona próxima a una región de conector de cable.

6. Cabezal (210) de vibración según una de las reivindicaciones 1 - 5, que comprende además un elemento (250) de confinamiento de campo magnético para confinar un campo magnético con respecto a la bobina (220) secundaria.

7. Sistema que comprende un controlador (100) y un generador (200) de aerosol que tiene un cabezal (210) de vibración según una de las reivindicaciones 1 - 6, comprendiendo el controlador:

una unidad (120) de control;

una bobina (320) primaria configurada para proporcionar un acoplamiento inductivo a la bobina (220) secundaria del cabezal (210) de vibración, accionando el acoplamiento inductivo el elemento (10) de generación de vibraciones del cabezal (210) de vibración,

en el que la unidad (120) de control está configurada para proporcionar una excitación eléctrica de la bobina (320) primaria.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que la bobina (320) primaria tiene una dimensión espacial máxima que es menor que el diámetro espacial máximo de dicho elemento (10) de generación de vibraciones.

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que la dimensión espacial máxima de dicha bobina (320) primaria está adaptada a una unidad de conexión de tipo enchufe del controlador.

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 7 - 9, que comprende además un elemento (300) de conexión eléctrica, en el que la bobina (320) primaria está prevista en el elemento (300) de conexión eléctrica conectado con la unidad (120) de control del controlador.

11. Sistema según la reivindicación 10, en el que dicho elemento (300) de conexión eléctrica es un cable eléctrico que tiene, en un lado, un conector (310) de enchufe para conectar con la unidad (120) de control, y que tiene, en el otro lado del cable eléctrico, la bobina (320) primaria configurada para proporcionar un acoplamiento inductivo a la bobina (220) secundaria del cabezal (210) de vibración.

12. Sistema según una de las reivindicaciones 7 - 11, en el que se proporciona además un elemento (350) de confinamiento de campo magnético para confinar un campo magnético con respecto a la bobina (320) primaria.

13. Sistema según una de las reivindicaciones 7 -12, que comprende además;

una unidad (130) de detección/determinación para detectar un parámetro eléctrico relacionado con la bobina (320) primaria y determinar un estado de funcionamiento del cabezal (210) de vibración y/o un estado de respiración de un usuario basándose en el parámetro eléctrico detectado.

14. Controlador (100) de sistema según una de las reivindicaciones 7 -12, que comprende además;

una unidad (110) de conexión para conectar un elemento (300) de contacto eléctrico, pudiendo conectarse el elemento de contacto eléctrico con el cabezal (210) de vibración;

una unidad (130) de detección/determinación para detectar un parámetro de almacenamiento de energía relacionado con el elemento (300) de contacto eléctrico conectado y determinar si el cabezal (210) de vibración tiene un acoplamiento inductivo con el elemento (300) de contacto eléctrico basándose en el parámetro de almacenamiento de energía.

15. Sistema según la reivindicación 14, en el que la unidad (130) de detección/determinación está configurada para determinar que el cabezal (210) de vibración tiene el acoplamiento inductivo con el elemento (300) de contacto eléctrico cuando el parámetro de almacenamiento de energía detectado supera un umbral predeterminado.

16. Sistema según una de las reivindicaciones 14 -15, en el que la unidad (130) de detección/determinación está configurada además para determinar un tipo de cabezal de vibración comparando el parámetro de almacenamiento de energía detectado con una pluralidad de intervalos de parámetros de almacenamiento de energía.

17. Sistema según la reivindicación 16, que comprende además:

una unidad (150) de almacenamiento para almacenar una pluralidad de parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración;

en el que la unidad (120) de control está configurada además para seleccionar, basándose en el tipo de cabezal de vibración determinado, uno de los parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración almacenados, y para controlar el cabezal (210) de vibración del generador (200) de aerosol para generar aerosol basándose en el parámetro de configuración dependiente del tipo de cabezal de vibración seleccionado.

18. Generador (200) de aerosol, que comprende:

un alojamiento, y

un cabezal (210) de vibración según una de las reivindicaciones 1 - 6;

en el que el cabezal (210) de vibración se alberga al menos parcialmente en el alojamiento y el alojamiento incluye además un depósito de fluido.