MXPA05002260A

MXPA05002260A - Metodos y aparato para un resistor variable configurado para compensarse por falta de linealidad en un circuito de elemento de calefaccion.

Info

Publication number: MXPA05002260A
Application number: MXPA05002260A
Authority: MX
Inventors: Mengtao Pete He
Original assignee: Dial Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-06-08
Also published as: DE60309050T2; WO2004020006A1; CN1323725C; EP1539257B1; CN1684715A; ES2274309T3; US7002114B2; HK1081129A1; EP1539257A1; DE60309050D1; JP2005539350A; ATE342069T1; JP4235614B2; US20040129695A1; AU2003265638A1; AU2003265638B2

Abstract

Un resistor variable mejorado al menos parcialmente se compensa por falta de linealidad en un circuito electrico que contiene un elemento de calefaccion, por ejemplo, un elemento de calefaccion de pelicula delgada. Una calefaccion controlable que incluye un elemento de calefaccion, una fuente de voltaje (por ejemplo, un tomacorriente electrico AC estandar) acoplado en el elemento de calefaccion, y un resistor variable acoplado en el elemento de calefaccion y la fuente de voltaje. El resistor variable incluye un elemento resistivo fijo (por ejemplo, uno o mas resistores de capa delgada) y un elemento movible tal como un control deslizante. El elemento movible ajustablemente hace contacto con el elemento resistivo fijo en un punto de contacto asociado con la posicion de manera que el resistor variable tiene una resistencia que esta al menos parcialmente falta de linealidad relacionada a la posicion, aunque donde el elemento de calefaccion tiene una energia disipada que esta al menos parcialmente, en forma lineal con relacion a la posicion del resistor variable. Tal sistema puede utilizarse junto con un dispositivo de suministro de vapor para proporcionar mas control lineal sobre la intensidad de la fragancia proporcionada dentro de un ambiente.

Description

MÉTODOS Y APARATO PARA UN RESISTOR VARIABLE CONFIGURADO PARA COMPENSARSE POR FALTA DE LINEALIDAD EN UN CIRCUITO DE ELEMENTO DE CALEFACCIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente al control de elementos de calefacción y, más particularmente, a un resistor variable mejorado configurado para compensar por lo menos parcialmente las no linealidades en un circuito eléctrico que contiene un elemento de calefacción. Es deseable emplear componentes pasivos relativamente compactos y simples para proporcionar control de cargas resistivas. Por ejemplo, resistores variables con frecuencia se emplean para ¦ proporcionar cierta medida de control sobre elementos de calefacción y similares que se configuran típicamente en serie con una fuente de voltaje apropiada. De esta manera, el resistor variable efectivamente funciona como un divisor de voltaje controlable. Ciertas ventajas pueden proporcionarse por un resistor variable que puede compensar las no linealidades inherentes en circuitos de elementos de calefacción aún simples. Es decir, cuando la corriente total a través del elemento de calefacción resistivo asi como el voltaje a través del elemento de calefacción son una función de la resistencia variable, la relación entre la potencia disipada en el elemento de calefacción se relaciona con la posición del resistor variable en una forma no trivial. Esto puede ser insatisfactorio en muchas aplicaciones donde el consumidor o cliente tiene una esperanza de que la aplicación en la cual se despliega el resistor variable pueda tener una respuesta lineal con respecto a la posición del resistor variable (por ejemplo, una corredera, indicador, perilla, u otra interfaz de usuario mecánicamente acoplada al resistor variable) . Una aplicación donde un resistor variable mejorado puede ser ventajoso es en el campo de dispositivos de distribución de vapor. En general, productos de distribución de vapor típicamente incluyen un material volatilizable y un sistema de transporte configurado para facilitar la evaporación del material volatilizable en el aire circundante. Por ejemplo, en algunos sistemas, se contiene un líquido en una botella de depósito; en otros, un material de cera se utiliza. El alojamiento, el cual puede sobresalir de un tomacorriente de pared (y puede proporcionar con esto la fuente de voltajes), facilita la evaporación del material volatilizable en el ambiente. En tales dispositivos, el elemento de calefacción se acopla térmicamente al material volatilizable y/o cualesquier mechas u otros componentes de distribución de material. En tal caso, puede ser deseable que la proporción de evaporación sea por lo menos parcialmente lineal con respecto a la posición del resistor variable. Aunque la forma en que la presente invención dirige las desventajas de la técnica anterior se discutirán en mayor detalle en lo siguiente, en general, la presente invención proporciona un resistor variable mejorado configurado para compensar por lo menos parcialmente las no linealidades en un circuito eléctrico que contiene un elemento de calefacción, por ejemplo, un elemento de calefacción de pelxcula delgada. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un calentador controlable incluye un elemento de calefacción, una fuente de voltaje (por ejemplo, un tomacorriente eléctrico de CA estándar) acoplado en el elemento de calefacción, y un resistor variable acoplado al elemento de calefacción y a la fuente de voltaje. El resistor variable incluye un elemento resistivo fijo (por ejemplo, uno o más resistores de película delgada) y un elemento móvil tal como un control de corredera . El elemento móvil hace contacto en forma ajustable con el elemento resistivo fijo en un punto de contacto asociado con la posición de manera que el resistor variable tiene una resistencia que por lo menos parcialmente se refiere no linealmente a la posición, pero en donde el elemento de calefacción tiene una potencia disipada que por lo menos parcialmente se refiere linealmente a la posición del resistor variable. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el elemento fijo puede incluir uno o más resistores de película delgada que tiene un ancho que varía continuamente o discontinuamente sobre su longitud. Tal calentador puede utilizarse, por ejemplo, junto con un dispositivo de distribución de vapor que se acopla térmicamente al calentador, y el cual puede contener varios materiales volatilizables tales como aceites, ceras o similares. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Un entendimiento más completo de la presente invención puede derivarse al referirse a la descripción detallada cuando se considere junto con las figuras, en donde números de referencia similares se refieren a elementos simulares a través de las figuras, y: La Figura 1 ilustra un circuito de calefacción en el cual la presente invención puede desplegarse; la Figura 2 muestra una gráfica que representa la relación no lineal entre la resistencia variable y la potencia disipada; la Figura 3 es una ilustración esquemática de un elemento de calefacción y el resistor variable de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 4 representa un elemento resistivo fijo que comprende un par de resistores de película delgada de varios anchos; la Figura 5 es una vista isométrica de un resistor de película delgada ejemplar; la Figura 6 representa un elemento resistivo fijo que comprende un par de resistores de película delgada que tienen anchos discontinuos o "escalonados"; las Figuras 7A-7D son gráficas cualitativas de relaciones ejemplares entre la potencia disipada del calentador y la posición de la corredera; la Figura 8 es un diagrama de bloque esquemático de un sistema que emplea un calentador controlable junto con un dispositivo de distribución de vapor de acuerdo con la presente invención; las Figuras 9A y 9B representan los elementos resistivos de película delgada de acuerdo con la modalidad alternativa de la presente invención. La siguiente descripción es de las modalidades ejemplares de la invención solamente, y no se pretende para limitar el alcance, aplicabilidad o configuración de la invención de ninguna forma. De hecho, la siguiente descripción se pretende para proporcionar una ilustración conveniente para implementar varias modalidades de la invención. Como se volverá aparente, varios cambios pueden hacerse en la función y disposición de los elementos descritos en estas modalidades sin apartarse del alcance de la invención como se establece en la presente. Por ejemplo, en el contexto de la presente invención, el método y aparato descritos en la presente pueden encontrar uso particular junto con sistemas de distribución de vapor tales como refrescantes de aire y similares. Generalmente hablando, sin embargo, la presente invención puede utilizarse junto con cualquier aplicación que requiera una fuente de calor controlable tal como una fuente de calor de resistor de película delgada. La Figura 1 representa un circuito 108 ejemplar de acuerdo con la presente invención. En general, una fuente 102 de voltaje que tiene un voltaje V (por ejemplo, una fuente de CA o de CD) se conecta en serie con un elemento 106 de calefacción resistivo (que tiene un voltaje VH asociado y resistencia RH) y un resistor 104 variable (que tiene un voltaje Vs asociado y resistencias Rs) . Una corriente I es .f responsable de la resistencia de circuito total, por ejemplo, Rs + R¡i . La naturaleza de este circuito es tal que la potencia disipada por el calentador 106 se refiere no linealmente a la resistencia del resistor 104 variable. Esto es debido al hecho de que la potencia disipada del calentador 106 es una función de la corriente total en el circuito asi como el voltaje a través del calentador 106, y ambos de estos valores son una función de la resistencia del resistor 104 variable. Más particularmente, la potencia PH disipada del calentador 106 se da por: PH = IVH = I{V - VS) (1) mientras que la corriente de circuito total se da por: / = — MS + RH (2) sustituyendo la ecuación (2) en la ecuación (1) y simplificando, la potencia generada y disipada por el calentador pueden expresarse como un polinomio inverso dado por: donde : C, = V2Rfj > C2 - 2RH, C3 =RH* En vista de la complejidad relativa de la ecuación (3) es difícil producir una potencia PH disipada que varía linealmente con la posición del resistor 104 variable. Más particularmente, con referencia ahora a la gráfica cualitativa ilustrada en la Figura 2, la potencia disipada por el calentador 106 (curva 102) disminuye a medida que la resistencia variable incrementa, pero la proporción (o inclinación) de la curva también disminuye. Como tal, menos control (o control más tosco) de la potencia disipada se proporciona en valores de resistencia bajos, y el control mayor (o control más fino) de la potencia disipada se proporciona en valores de resistencia elevados. Similarmente, la potencia disipada por el resistor 104 variable también varía no linealmente con su propio valor de resistencia. Las no linealidades mostradas en la Figura 2 pueden llevar a resultados insatisfactorios en un contexto donde un usuario tiene una esperanza de que el controlador se desempeñará linealmente. Es decir, un resistor 104 variable típicamente puede incluir una corredera, perilla, marcador u otra interfaz la cual se manipule por un usuario para producir un ajuste particular del calentador. Estos ajustes pueden indicarse por palabras, símbolos, marcas gruesas o cualquier otro indicio. Por ejemplo, una "H" puede proporcionarse en un extremo de una corredera (o un ajuste de una perilla) para indicar un ajuste "elevado" (es decir, un valor de resistencia variable bajo) , y una ¾L" puede proporcionarse en el otro extremo de la corredera o perilla para indicar un ajuste "bajo" (es decir, un valor de resistencia variable elevado) . Asumiendo que el valor Rs de resistencia es una función de una distancia d característica junto con una corredera de manera que Rs = f[d), donde d es un parámetro sin dimensión que varía de 0 a 1.0, si el valor de resistencia del resistor variable varía linealmente con la posición, por ejemplo: R*=R (4) donde Rmax es la resistencia máxima del dispositivo, entonces la potencia disipada del calentador también variará no linealmente con el ajuste de la corredera.

Considérese, por ejemplo, el sistema de la Figura 1 donde la fuente 102 de voltaje es una fuente de voltaje de CA de 115 VAC estándar, la resistencia del calentador 106 relativamente es una constante de 4852 Ohms, y la resistencia del resistor 104 variable varia linealmente de 8232.0 Ohms a 0.0 Ohms a medida que la corredera (u otra interfaz) se mueve desde un ajuste "Elevado" a un ajuste "Bajo". Puede mostrarse, utilizando la ecuación (3) anterior, que la potencia disipada del calentador 106 entonces varia de 2.73 Watts a 0.37 Watts. Sin embargo, el punto medio a lo largo de la curva de calentamiento ( (2.73+0.37 ) /2) =1.55 Watts, ocurre en aproximadamente el punto de tres cuartos en la corredera, más cercano al ajuste "Elevado" en lugar de la parte media entre los ajustes "Elevado" y "Bajo". De acuerdo con la presente invención, sin embargo, un resistor variable incluye un elemento resistivo fijo y un elemento móvil configurado de manera que el resistor variable tenga una resistencia que se refiere por lo menos parcialmente no linealmente a la posición del resistor variable y tiene una potencia disipada que por lo menos se refiere parcialmente en forma lineal a la posición. Con referencia ahora a la Figura 3, un aparato 300 de calefacción controlable incluye adecuadamente un elemento 306 de calefacción que opera en serie con un resistor 308 variable. Un par de terminales 302 y 304 se proporciona para conectarse a una fuente de potencia apropiada (no mostrada) . El resistor 308 variable incluye un elemento 310 móvil y un elemento 308 resistivo fijo. El elemento 310 móvil (por ejemplo, un material conductivo tal como cobre, acero o similares) se configura para moverse lateralmente a lo largo del elemento 308 resistivo fijo desde un ajuste 314 bajo hasta un ajuste 312 elevado y hacer contacto con el elemento 308 resistivo en uno o más puntos, dependiendo del número de posiciones que pueda ocupar el elemento 310 móvil. Es decir, el elemento 310 móvil puede moverse continuamente a lo largo del elemento 308 resistivo, o puede tener una pluralidad de posiciones definidas discretas a lo largo de la longitud del elemento 308 resistivo. Por ejemplo, el elemento 310 móvil puede tener simplemente dos posiciones discretas ("Elevado" en la posición 312, y "Bajo" en la posición 314), tres posiciones discretas (la configuración primaria con un ajuste "Medio" adicional aproximadamente a la mitad entre las posiciones 312 y 314), o cualquier número de posiciones discretas definidas en una forma arbitraria a lo largo de la longitud en el elemento 308 resistivo. Mientras el elemento 310 móvil de la Figura 3 se ilustra como una corredera, la presente invención no se limita de esta forma. Una variedad de dispositivos e interfaces pueden utilizarse junto con el elemento 310 móvil, incluyendo varias perillas, indicadores, tornillos, ruedas manuales, y cualquier otro componente actualmente conocido o posteriormente desarrollado. Además, mientras que la trayectoria del elemento 310 móvil se ilustra como cartesiana (es decir, translación a lo largo de una linea) , el resistor 308 variable también puede configurarse en un espacio de coordenada polar, por ejemplo, como un indicador que tiene un elemento 310 móvil de un radio dado que gira alrededor y hace contacto con el elemento 308 resistivo en una pluralidad de ángulos característicos. De hecho, cualquier trayectoria arbitraria para el elemento 310 móvil puede utilizarse. El elemento 306 de calefacción adecuadamente incluye uno o más componentes de calefacción tales como resistores de película delgada, bobinas, y/o similares. En la modalidad ilustrada, el elemento 306 de calefacción comprende un modelo de serpentín de material resistivo de película delgada. La resistividad y geometría del elemento 306 de calefacción, así como el margen de corrientes que se aplican al elemento 306 de calefacción mediante el movimiento del elemento 310, puede seleccionarse para ofrecer cualquier margen deseado de valores de temperatura. En una modalidad ejemplar, el elemento 306 de calefacción tiene las siguientes características térmicas: una temperatura de aproximadamente 60.00°C a 71.11°C (140°F a 160°F) en un ajuste "elevado", una temperatura de aproximadamente 37.77°C a 54.44°C. (100°F a 130 °F) en un ajuste "medio"; y una temperatura de aproximadamente 43.33 a 48.89°C (110 a 120°F) en un ajuste "bajo". El elemento 308 resistivo fijo comprende uno o más componentes resistivos tales como resistores de bobina, resistores de película delgada, o cualquier otro componente ahora conocido o posteriormente desarrollado. En la modalidad ilustrada, el elemento 308 resistivo incluye dos resistores 316 y 318 de película delgada configurados sustancialmente en paralelo desde un extremo (314) hasta el otro extremo (312) depositado en un sustrato 402 adecuado (por ejemplo, un plástico o material de tarjeta de circuito impreso (PCB) ) . Se entenderá, sin embargo, que cualquier número y combinación de componentes resistivos pueden emplearse. Las resistores 316 y 318 de película delgada adecuadamente comprenden cualquier material de película delgada adecuado, que incluye, por ejemplo, TaN, NiCr, o cualquier otro material resistivo depositado en el sustrato 402 de acuerdo con cualquier técnica de deposición convencional o posteriormente desarrollada. La modalidad ilustrada en la Figura 3 opera de la siguiente forma. Cuando el elemento 310 móvil (o cualquier tipo de marcador, corredera, u otro componente acoplado al elemento 310) se coloca a lo largo del elemento 308 resistivo (por ejemplo, mediante un usuario que desea cambiar el ajuste del calentador) , el elemento 310 móvil hace contacto con los resistores 316 y 318 de película delgada en un ajuste correspondiente de puntos, que resulta en un circuito desde la terminal 302, a través del elemento 306 de calefacción, a través del segmento del resistor 308 de película delgada, a través del elemento 310 móvil y el segmento correspondiente del resistor 316 de película delgada, y nuevamente a la terminal 304 que, junto con la terminal 302, hace contacto con una fuente de voltaje adecuada (no mostrada) . La resistencia del resistor 308 variable entonces es igual a la suma de las resistencias de los dos segmentos de los resistores de película delgada (316 y 318) que se extienden desde los puntos de contacto del elemento 310 móvil hasta el ajuste 312 "elevado". A medida que la resistencia del resistor 308 variable incrementa, la corriente total a través del circuito disminuye, así lo hace la caída de voltaje a través del elemento 306 de calefacción. Por consiguiente, el calor disipado por el elemento 306 de calefacción disminuye. De esta manera, la potencia disipada del elemento 306 de calefacción puede controlarse por la colocación del elemento 310 móvil. Como se discute brevemente en lo anterior, la presente invención proporciona un resistor variable que muestra una resistencia que se refiere por lo menos parcialmente no linealmente a la posición del resistor variable y tiene una potencia disipada que por lo menos parcialmente se refiere linealmente a la posición del resistor variable. De esta manera, el resistor variable puede compensar parcialmente las no linealidades inherentes en el circuito. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, uno o más atributos del resistor 316 y/o 318 de película delgada puede variarse a lo largo de su longitud para proporcionar la relación deseada entre la posición y resistencia . Por ejemplo, la resistencia de un segmento de un material de película delgada se da por: donde p es la resistividad de la película en ohm-cm, d es la longitud del resistor, w es el ancho de la película, y t es el espesor de la película como se muestra en la Figura 5. Entonces es adecuado para variar el ancho, espesor, y/o la resistividad del resistor de película delgada sobre su longitud. Con referencia ahora a la Figura 4, un resistor variable de acuerdo con una modalidad de la presente invención incluye un par de segmentos 316 y 318 de resistor de película delgada de varios anchos en un sustrato 402. El elemento 310 móvil puede colocarse a una distancia x entre los extremos 312 y 314 de los resistores de película delgada, que tienen una longitud total L. Un parámetro d=x/L sin dimensión indica la posición relativa del elemento 310 desde "Elevado" a "Bajo". La resistencia combinada de los segmentos 316 y 318 de resistor de película delgada es igual a la parte integral de la relación dada en la ecuación (5) anterior sobre la longitud de los elementos resistivos puestos en contacto por el elemento 310 móvil, es decir: t * wpc) Utilizando la ecuación (6), la función w(x) del ancho puede seleccionarse para proporcionar cualquier relación adecuada entre la posición de la corredera (es decir, la posición del elemento 310 móvil) y la potencia disipada. En este respecto, w(x) puede ser una función continua como se ilustra en la Figura 4, o puede ser una función discontinua. Con referencia a la Figura 6, por ejemplo, los elementos 316 y 318 resistivos pueden formarse en una configuración de "escalón de escalera" caracterizada por una pluralidad de formas rectangulares contiguas en serie desde un extremo (312) hasta el otro (314) . En la modalidad ilustrada, por ejemplo, los resistores 316 y 318 de película delgada cada uno tiene cuatro anchos discretos en varios puntos a lo largo de sus longitudes.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la resistencia variable es proporcional a la raíz cuadrada de la posición de la corredera, por ejemplo, Una variedad de otras relaciones matemáticas puede ser deseable en un contexto particular, incluyendo, por ejemplo, una función logarítmica, una función polinomial, o una combinación de las mismas. Alternativamente, el ancho de los 'diversos resistores de película delgada puede determinarse empíricamente y/o a través del uso de técnicas iterativas tales como análisis de elemento finito. Además, los diversos resistores de película delgada pueden calibrarse por láser in-situ para personalizar adicionalmente sus características . Aunque las modalidades mostradas en las Figuras 4 y 6 representan los resistores de película delgada con formas sustancialmente idénticas, se apreciará que la presente invención contempla modalidades donde los resistores de película delgada difieren en forma y tipo. Por ejemplo, los resistores 316 de película delgada pueden tener una serie de anchos discretos mientras al mismo tiempo el resistor 318 de película delgada tiene un ancho que varía continuamente. Además, como se muestra en las Figuras 9A y 9B, el resistor de película delgada puede incluir cualquier número de variaciones geométricas que logran la variación deseada en resistencia. Por ejemplo, con referencia a la Figura 9A, el resistor 316 de película delgada puede comprender un modelo de serpentín del material de película delgada para tener una inclinación de disminución. Alternativamente, como se muestra en la Figura 9B, las formas de uno o más resistores de película delgada puede modificarse de manera que la relación geométrica entre las dos curvas resulte en la relación deseada entre la posición del elemento 310 móvil y la resistencia total. En la modalidad ilustrada, por ejemplo, el elemento 318 resistivo de película delgada diverge del elemento 318 de acuerdo con una función exponencial o polinomial . La configuración de los resistores 316 y 318 de película delgada puede seleccionarse para producir una curva de potencia/posición que por lo menos parcialmente sea lineal en un cierto número de aspectos . Con referencia ahora a las gráficas ejemplares mostradas en las Figuras 7A-7D, el elemento resistivo fijo puede configurarse para producir cualquier relación adecuada entre la potencia disipada y la posición de la corredera. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7A, la curva 702 de potencia/posición puede ser sustancialmente lineal dentro de su margen de operación. Es decir, aunque la ecuación (3) anterior por sí misma es no lineal, es continua, y por lo tanto puede manipularse (a través de la opción de una relación adecuada para 2¾) para producir una curva la cual tiene una apariencia lineal dentro de su margen deseado. La Figura 7B muestra una modalidad donde la curva de potencia/posición es no lineal pero incluye un punto 704 predeterminado que corresponde a una potencia 712 disipada y la posición 710 de corredera sustancialmente que coincide con la relación lineal deseada. Es decir, como se ilustra en la Figura 7B, el punto de la parte media para la potencia (712) disipada corresponde al punto de la parte media para la posición (710) de la corredera, aunque las curvas 706 y 708 en cualquier lado del punto 704 sean no lineales. Esta modalidad es particularmente deseable en sistemas que incluyen ajustes "elevado", "bajo", y medio. Alternativamente, como se muestra en la Figura 7C, la curva puede ser discontinua ya que incluye una pluralidad de segmentos 714 no lineales separados por discontinuidades 716. La modalidad mostrada en la Figura 6 puede configurarse para mostrar tal relación. Similarmente, como se muestra en la Figura 7D, la curva puede ser discontinua ya que incluye una pluralidad de regiones 718 de potencia constante discretas separadas por discontinuidades 720. Aunque las curvas mostradas en las Figuras 7A-7D están disminuyendo monotónicamente, la presente invención contempla que la potencia disipada pueda realmente elevarse brevemente dentro de una o más regiones de la curva. Es decir, siempre y cuando la curva de potencia disipada sea por lo menos parcialmente lineal en el sentido de que el sistema muestre desempeño sustancialmente lineal dentro de un margen particular o para valores particulares, entonces el resistor variable puede configurarse de manera que la potencia disipada tenga una característica periódica y otra no monotónica. La Figura 8 presenta un diagrama de bloque de un sistema de acuerdo con una aplicación de la presente invención en donde un material volatilizable tal como un aceite, cera, o similar se distribuye a un ambiente 808 mediante un sistema 800 de distribución de material ejemplar. Como se muestra, el sistema 110 de distribución de material puede comprender adecuadamente una estructura 804 de mecha acoplada al material 802 volatilizable y a la estructura 806 de ventilación opcional. La estructura 804 de mecha se acopla térmicamente al elemento 106 de calefacción (por ejemplo, cualquiera de los diversos elementos resistivos descritos en lo anterior) , la temperatura del cual se controla adecuadamente mediante el resistor 104 variable. El elemento 506 de calefacción se acopla eléctricamente a una fuente 102 de potencia, en donde la fuente 102 de potencia comprende cualquier fuente de volta e/corriente capaz de proporcionar la corriente y voltaje necesarios para calentar el elemento 106 como se describe en lo anterior. Fuentes de potencia adecuadas incluyen, por ejemplo, tomacorrientes caseros de CA estándares, una o más baterías, energía solar, etc. De acuerdo con una modalidad ejemplar, el sistema 800 de distribución de material y el material 802 volatilizable forman una unidad autocontenida que incluye uno o más enchufes configurados para unirse a un receptáculo eléctrico, por ejemplo, un tomacorriente de energía de CA dúplex. El elemento 106 de calefacción entonces recibe la potencia directamente del tomacorriente de CA, es decir, a través de resistores fijos y/o variables apropiados. Uno o más enlaces fusionables pueden incluirse al circuito para evitar el daño potencial que resulta de condiciones de sobrecorriente . Además de acuerdo con una modalidad ejemplar, la estructura 804 de mecha incluye un cojín emanador (o simplemente "cojín") que puede o no comprender el mismo material utilizado para otros componentes de la estructura 502 de mecha, la cual se acopla térmicamente a un elemento resistivo de película delgada capaz de calentar el cojín emanador a un margen de temperaturas superficiales. La estructura 804 de mecha de acoplamiento térmico y el elemento 106 de calefacción pueden estar en la naturaleza de la conducción, convección, radiación o una combinación de las mismas. En una modalidad, por ejemplo, la transferencia de calor entre la estructura 804 de mecha y el elemento 106 de calefacción se logra principalmente a través de la conducción. Es decir, la estructura 804 de mecha puede hacer contacto directamente con el elemento 106 de calefacción (a través, por ejemplo, de un ajuste de interferencia y/o una carga compresiva) o pueden acoplarse térmicamente al elemento 106 de calefacción a través de una o más capas intermediarias de plástico u otro material. En resumen, la presente invención proporciona métodos y aparatos para un resistor variable mejorado configurado para compensar por lo menos parcialmente las no linealidades en un circuito eléctrico que contiene un elemento de calefacción. La presente invención se ha descrito en lo anterior con referencia a varias modalidades ejemplares. Sin embargo, muchos cambios, combinaciones y modificaciones pueden hacerse a las modalidades ejemplares sin apartarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, los diversos componentes pueden implementarse en formas alternativas. Estas formas alternativas pueden seleccionarse adecuadamente, dependiendo de la aplicación particular o en consideración de cualquier número de factores asociados con la operación del sistema. Además, las técnicas descritas en la presente invención pueden extenderse o modificarse para su uso con otros tipos de dispositivos.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de distribución de vapor para distribuir un material vaporizado que tiene un aparato de calefacción controlable caracterizado porque comprende: un elemento de calefacción; una fuente de voltaje ¦ acoplada al elemento de calefacción; un resistor variable acoplado al elemento de calefacción y la fuente de voltaje, el resistor variable incluye un elemento resistivo fijo y un elemento móvil, el elemento móvil tiene una posición y hace contacto en forma ajustable con el elemento resistivo fijo en un punto de contacto asociado con la posición; el elemento resistivo fijo tiene una longitud y comprende un primer resistor de película delgada y un segundo resistor de película delgada sustancialmente paralelo al primer resistor de película delgada, el primer y segundo resistores de película delgada tienen un ancho que varía no linealmente sobre su longitud; el resistor variable tiene una resistencia que por lo menos parcialmente se refiere no linealmente a la posición; el elemento de calefacción tiene una potencia disipada que por lo menos parcialmente se refiere linealmente a la posición, la potencia disipada por lo menos parcialmente se refiere linealmente relacionada a una temperatura del elemento de calefacción.
2. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de calefacción comprende un resistor de película delgada.
3. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de calefacción comprende un resistor de película delgada que tiene un modelo de serpentín.
4. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de voltaje comprende una fuente de potencia de CA.
5. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un dispositivo de distribución de vapor acoplado térmicamente al elemento de calefacción, el dispositivo de distribución de vapor configurado para liberar vapor en un ambiente a una proporción que es una función de la potencia disipada.
6. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento móvil comprende un componente seleccionado del grupo que consiste de un conmutador de corredera, un indicador, una perilla, un tornillo, y una rueda de mano.
7. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento resistivo fijo comprende por lo menos un resistor de película delgada.
8. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque por lo menos un resistor de película delgada tiene un primer extremo, un segundo extremo y un atributo que varía no linealmente entre el primer extremo y el segundo extremo, el atributo seleccionado del grupo que consiste de ancho, espesor, material y resistencia de la lámina.
9. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ancho varía continuamente sobre la longitud de acuerdo con una función geométrica seleccionada del grupo que consiste de una función de raíz cuadrada, una función logarítmica, y una función polinomial .
10. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ancho varía de acuerdo con un período de etapas discretas.
11. El aparato de calefacción controlable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento móvil tiene una posición elevada, una posición baja, y por lo menos una posición intermedia entre las posiciones elevada y baja, y en donde la potencia disipada en la posición elevada, baja e intermedia define una curva sustancialmente lineal.
12. Un resistor variable para controlar un elemento de calefacción acoplado en serie con una fuente V de voltaje, el elemento de calefacción es del tipo caracterizado por una resistencia RH y una potencia disipada PH = IVH, en donde I es la corriente a través del elemento de calefacción y VH es el voltaje a través del elemento de calefacción, el resistor variable comprende : un elemento resistivo fijo que tiene una longitud L; un elemento móvil que tiene una posición x que hace contacto en forma ajustable con el elemento resistivo fijo en un punto de contacto asociado con la posición x; el elemento resistivo fijo tiene una resistencia RS (x) ; en donde la potencia disipada PH se refiere a RS (x) por la ecuación: donde C = C2 = 2i¾, y C3 = i¾2; y en donde RS (x) es una función no lineal y PH(x) es por lo menos parcialmente lineal.
13. El resistor variable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque Rs(x) -x L .
14. El resistor variable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el elemento resistivo fijo comprende dos resistores de película delgada sustancialmente paralelos que tienen anchos w que varían no linealmente como una función de x.
15. El resistor variable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque w(x)8-yJx/L .
16. El resistor variable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el elemento móvil tiene una posición elevada eievada/ una posición baja ¾aja/ y por lo menos una posición intermedia, en donde la potencia disipada PH tiene una curva que sustancialmente entrecruza Una línea definida por (Xelevada, PfltXelevada) ) Y (¾aja, -¾(¾>aja) ) en tres puntos a lo largo de la curva.