專利名稱：呼吸系統(tǒng)加濕器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體分散系統(tǒng)，尤其涉及為病人或其他需要的人制備加 濕氣體的呼吸系統(tǒng)加濕器，但不僅限于此。
背景技術(shù)：
許多(但不是所有的)現(xiàn)有的為病人或其他需要的人提供濕潤氣體(如 氧氣、麻醉氣體)的呼吸系統(tǒng)加濕器起^Jt控制器的作用。即在呼吸循環(huán)中 控?？衿鬏敵鰵怏w的溫度，受控?zé)嵩错憫?yīng)溫度的變化達(dá)到理想的加濕氣體 輸出驢。劍門的在先申請美國專利No. 5， 558， 084公開了此種加濕控制系統(tǒng) 的一個實例。這種控制方法有一些不足
在有高輸入氣#^顯度(接近理想的輸出氣 度)的情況下，氣體加濕 以達(dá)到理想^^幾乎不需要熱量。因此，氣體幾乎得不到加濕。
在這種控制方式中贈鵬探測器的依賴性意n據(jù)纟鵬探測器不正確的安 裝和連接方式會損害齡加濕和呼吸系統(tǒng)盼性能。
缺少氣流傳感器，如果有的話，它能容易地辨認(rèn)，呼吸循環(huán)的狀況以 使加濕裝置(和/或供氣系統(tǒng))采取相應(yīng)的行動。因為氣流傳自缺乏耐久強(qiáng) 度和在其上產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)會導(dǎo)致氣流讀取錯誤，所以加濕系統(tǒng)以前沒有采 用氣流傳 。供給病人的氣體的壓力/濕度的匹配不適合。已知供給病人用的氣體需要 一定的濕度。非接觸式(如面罩)或支管式(插管輸送氣體)氣流輸,置 需要不同的f破。#^蟲的^鵬探測器不能保證達(dá)至1術(shù)需理想的》鵬/濕度的匹 配。
一些現(xiàn)有的呼吸系統(tǒng)加濕裝置需要病人調(diào)節(jié)控制盤，但控制盤與所要控 制的實際的物理參數(shù)沒有或很少有直觀的聯(lián)系。控制盤經(jīng)常地調(diào)^^f需的輸 出氣體的溫度和/或連接加濕器和病人的導(dǎo)管內(nèi)的加熱絲提供的熱量(有時連 接病人的導(dǎo)管回至愾MH送端)。輸邀合病人的加濕氣體的最重要的參數(shù)是氣
體的濕度，因為濕度不足會非常iM地導(dǎo)致病人氣管脫水。而使用者不知道 在現(xiàn)有的氣流速度下，，E^制指針定在哪里會得到輸送氣體的最佳濕度。在 自動操作系統(tǒng)中，使用者只需向加濕系統(tǒng)輸入病人是以非接觸式^路導(dǎo)管 方式接受加濕氣體，這是一個主要的進(jìn)步。
許多現(xiàn)有的呼吸系統(tǒng)加濕器顯示供給病人的氣體溫度。如前面所述，在 呼吸系統(tǒng)加濕器中最重要的參數(shù)是氣術(shù)顯度。因為在輸送管路中加熱，使顯 示的溫度經(jīng)常與供給病人的氣體的實際濕度沒有關(guān)系，因而會使一般的健康 護(hù)理人員感到困惑。因此如果顯示的纟鵬在一定禾號上與所供氣術(shù)顯度有關(guān) 或反日妙l:濕度，這將是一，步。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種至少在一定程度上克服以上缺點(diǎn)的呼 吸系統(tǒng)加濕器，或它至少為:Qlkil^^用的選擇。
因而，在第一方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人提 供加濕氣體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 M所述的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為ffiil上述加濕室的戶;fM氣流提供水蒸汽，
與上述加濕室的出口相連的氣體輸m路裝置，它用來向上述病人或其他需要這種氣體的其他人輸i^h述氣流，
氣流探測器^S，用于檢測上述氣流的、^01， Mit傳感，，用于檢測，氣流的^g， 用戶輸A^置，讓用戶設(shè)定所需的i^氣流纟顯度，
控制裝置，它接受由上述氣流探測器裝置、溫度傳感裝置和用戶輸A^
置產(chǎn)生的輸入信息，并控制響應(yīng)上述輸入的戰(zhàn)加熱裝置，以維持上述氣流 的所需^Jt。
在第二方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人^f共加濕
氣體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 通過所述的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為通過，加濕室的所述氣流提供水蒸汽，所述的加熱裝置利用了一可測定 量的功率，
與上述加濕室的出口相連的氣體輸送通路裝置，它用來向上述病人或其 他需要這種氣體的其他人輸i^Jl述氣流，
氣流探測器裝置，用于檢測±^氣流的^31，
控制裝置，它接受由上述氣流探測器裝置產(chǎn)生的輸入，并儲存有一種程
序，此辦可鵬制裝置
i) 計算上述加熱裝置所需的功率使用量，以便在可被上述氣流探測器檢 測的氣》髓度下將Jd^氣流加濕到一預(yù)定水平，
ii) 確定上述加熱裝置當(dāng)前所利用的功率，以及
i ii)如果測出的上述加熱裝置當(dāng)前的功率利用量少于上述需要的功率利 用量，它可向戰(zhàn)加熱裝置衛(wèi)共J^預(yù)定的功率量。
第三方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人^f共加濕氣 體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 通過所述的加濕室，與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為通過，加濕室的戶，氣流提供水蒸汽，
與上述加濕室的出口相連的氣體輸iiil路裝置，它用來向上述病人或其 他需要這種氣體的其他人輸^i:述氣流，
氣流探測器裝置，用于檢測±^氣流的涼速， ^^傳感，，用于檢測上述氣流的纟^t， 用戶輸A^置，讓用戶選擇所需的，氣流的氣體Mit水平， 數(shù)據(jù)儲存裝置，它含有在不同加濕室出口平均，情況下不同氣體箭遞 時目標(biāo)氣術(shù)M的有劉言息，
控制裝置，它接受由上述^^傳感裝置和上述用戶輸入裝置產(chǎn)生的輸入 信息，并利用從上述氣流探測器裝置發(fā)出的氣流信息重復(fù)獲得來自上述M 儲存裝置的與所需的氣體濕度水平相對應(yīng)的目標(biāo)，信息，并且改變由上述 加熱裝置提供的熱量，直至檢測的溫度實際上等于上述目標(biāo)纟顯度，以獲得上 述氣術(shù)顯度水平。
第四方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人提供加濕氣 體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 M戶，的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為ffiil，加濕室的戶，氣流提供水蒸汽，
與上述加濕室的出口相連的氣體輸送通路裝置，它用來向上述病人或其 他需要這種氣體的其他人輸iti^氣流，
氣流探測器裝置，用于檢測上述氣流的流速，
鵬專感體，用于檢測上述氣流的鵬
用戶輸入裝置，它可以是與許多氣體輸送結(jié)構(gòu)之一相對應(yīng)的許多預(yù)定狀 態(tài)之一，每一結(jié)構(gòu)包括最佳預(yù)定的氣W^和MiS，
控制裝置，它接受由上述氣流探測器裝置，上述、皿傳感裝置和，用 戶輸入裝置產(chǎn)生的輸入信息，并在上述用戶輸A^置顯示的纟顯度和濕度下控制，加熱裝置向，需要這種氣體的病人或其它人掛共上述氣流。
第五方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人掛共加濕氣 體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 通過所述的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為通過±^加濕室的戶皿氣流提供水蒸汽，
與上述加濕室的出口相連的氣體送輸通路裝置，它用來向上述病人或其
他需要這種氣體的人輸]^J:述氣流，上述氣體運(yùn)輸通路裝置有一病人端，它
遠(yuǎn)離與，加濕室出口相連的端點(diǎn)，
第一^傳感裝置，用于檢測，位于加濕室出口處的氣流溫度， 第二溫度傳感裝置，用于檢測上述位于氣體運(yùn)輸通路裝置病人端的氣流
驗，
顯示裝置，用于向用戶顯示M信息，
控制裝置，它接受由上述第一溫度傳感裝置產(chǎn)生的輸入信息，并向上述 顯示裝置輸出信號，以向用戶顯示用上述第一和第二M^傳感裝置測出的溫 度當(dāng)中哪一個是較低的Mit。
第六方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人衛(wèi)共加濕氣
體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流
fflil戶;M的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為aa，加濕室的戶;M氣流掛共水蒸汽， 與上述加濕室的出口相連的氣體輸M路裝置，它用來向上述病人或其
他需要這種氣體的其他人輸^:述氣流，
氣流探測^l裝置，用于檢測上述氣流的^31，
控制裝置，它接受由上述氣流探測器裝置產(chǎn)生的輸入信息，并將測出的 上述氣流的^I與預(yù)定需要的最小氣體^IS行比較，如果測出的速率小于上述預(yù)定的最小速率，則將加濕體于操作的安全方式。
第七方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人樹共加濕氣 體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 通過所述的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述力鵬室中的水供熱，以便 為通過J^加濕室的戶，氣流Jlf共水蒸汽，
與上述加濕室的出口相連的氣體運(yùn)輸通路裝置，它用來向上述需要這種 氣體的病人或其他人輸送上述氣流，上述氣體運(yùn)輸通路裝置有一病人端，它 遠(yuǎn)離與上述加濕室出口相連的端點(diǎn)，
濕度傳感，，測定，用于病人的氣流濕度，
計時裝置，可用于給某種加濕，計時，
警報裝置，給它提f共能量后，可用于在一段預(yù)定警手艮時間后提f共警告信
號，
儲存裝置，儲存有不同相關(guān)測定濕度值的警報時間， 儲存有一種辦的控制體，Jt鵬可使控制裝置-
i) 接受從上述 驢傳感驢測定的 驢值的輸入信息，
ii) 從J^儲存體獲得與上述測定的濕度值有關(guān)的警報時間，
iii) 啟動，計時裝置，
iv) —直等到戰(zhàn)計時裝置所消耗的時間等于戰(zhàn)警報時間，
v) 向上述警矛^g掛共能量以產(chǎn)生戰(zhàn)警告信號。
第八方面，本發(fā)明提供用于為病人或其他需要這種氣體的人樹共加濕氣 體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流 通過戶，的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為通^ji述加濕室的戶;M氣流掛共水蒸汽，
加熱裝置功率利用傳感體，可監(jiān)測上述加熱裝置所^頓的功率，加熱裝置^it傳感^S，可測定iJS加熱裝置的^^，
與上述加濕室的出口相連的氣體運(yùn)輸通路裝置，它用來向上述需要這種
氣體的病人或其他人輸^J:述氣流，上述氣體運(yùn)輸通路裝置有一病人端，它
遠(yuǎn)離與，加濕室出口相連的端點(diǎn)，
警報裝置，給它提供能量后，可用于在一段預(yù)定警報時間后提供警告信 號，以及
儲存有一種禾聘的控制體，此禾辦可使控制裝置
i)通過從上述加熱裝置^g傳感裝置觀啶的加熱裝置溫度中減去由上述 氣流驢傳感體測定的氣術(shù)鵬，來確定》鵬差，
i i)由，加熱裝置功率利用傳感裝置來確定加熱裝置的功率需要量，
iii) 由上述功率需要量除以上述^差，計算出導(dǎo)熱系數(shù)，
iv) 如果上述計算的導(dǎo)熱系數(shù)小于預(yù)定最小可允許的導(dǎo)熱系數(shù)，則啟動上
第九方面，本發(fā)明包括用于為病人或其他需要這種氣體的人^f共加濕氣
體的加濕裝置，包括
可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流
aa所述的加濕室，
與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便 為通過上述力鵬室的所述氣流提供水蒸汽，戶服的加熱體利用了一可測定 量的功率，
與上述加濕室的出口相連的氣體運(yùn)輸通路裝置，將氣流傳送給病人或需 要此氣體的人，
氣體輸送路徑的加熱裝置，能夠至少為氣流輸送路徑長度的一部分提供 熱量，
氣術(shù)，傳 ，其用于檢測/A^M加濕室輸出的戶;M氣流的，， 用戶輸入器，使用戶能輸入一所需的^^補(bǔ)償值，此值是在測得的氣體 溫度和輸送給病人的氣流st之間所需的差值，
控制器，儲存禾驕進(jìn)行以下操作i) 用氣體^it探測激則定加濕器輸出的氣傳^t，
ii) 從用戶輸入離受鵬卜償值，
iii) 將氣術(shù)驢和^t,M嘗值相加，計算氣路中的 鵬設(shè)定值，
iv) ^體輸,置的長度，為氣體輸i^各徑的加熱，劍共會糧，增加 氣流,鄰鵬卜償值。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，不偏離本發(fā)明權(quán)禾腰求書限定的范圍的情 況下，本發(fā)明可有結(jié)構(gòu)方面的許多變化和多變的實施例和應(yīng)用例。此處的闡 述和記載只是用于說明而不是要限定本發(fā)明。
本發(fā)明如前所述，以下的實施例給出其結(jié)構(gòu)設(shè)計。


將參考隨后的附圖描述本發(fā)明的最佳實施方式，其中 圖1為對應(yīng)本發(fā)明的最佳實施方式構(gòu)造的氣流探測器前視圖，
圖2為圖1所示氣流探測器的仰視圖，
圖3為呼吸環(huán)路的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了裝在導(dǎo)管中的如圖l所示的氣
流探測器，
圖4為如圖3所示的呼吸環(huán)路的仰視橫截面圖，示出了裝在導(dǎo)管中的如 圖1戶艦的氣流探測器，
圖5為魏圖1所示氣流探測器的呼吸加濕器的示意圖，
圖6為用于圖5所示的呼吸系統(tǒng)加濕器中的濕度和Mit控制系統(tǒng)的最佳 實施方式的流程圖，
圖7為所需的出口溫度(為達(dá)到理想的濕度)與氣流速度之間的函數(shù)關(guān) 系曲線，用以說明用于圖5所示的呼吸系統(tǒng)加濕器中的f鵬和/^S控制系 統(tǒng)的最佳實施方式，
圖8為圖5所示的呼吸系統(tǒng)加濕器實例中濕度(露點(diǎn))與報警時間之間 的函數(shù)關(guān)系曲線。
具體實施方式
參考附圖，尤其是圖5，示范了本發(fā)明的呼吸系統(tǒng)加濕器的一個最佳實施 例。呼吸系統(tǒng)加濕器包括一個通氣口即供氣裝置，其中氣體(如氧氣、麻醉
劑或空氣)由氣體壓縮機(jī)1的出口 2經(jīng)導(dǎo)管6至入口 3 itA加濕室4。加濕 室4有一個密封在金屬基座7上的腔室，它可以是塑料制成的。加濕室4裝 有一定量的水8，在加濕器10的控制器11控制下，加熱板9將水加熱。
容器4中的水在加熱時漫慢蒸發(fā)，水蒸氣與從供氣體1經(jīng)過加濕室的 氣流混合。然后，濕潤的氣體從出口12離開加濕室，通過導(dǎo)氣管即吸氣導(dǎo)管 14被病人和其他需要此氣體的人13吸入。為降低水蒸氣導(dǎo)氣管中的冷凝并 提高供給病人的氣體的纟鵬，可以安裝一個受控制器11控制的加熱絲15。
圖1顯示了一罩在病人鼻和口上的氣體面罩16 (作為非^i蟲式氣^^俞送 裝置)，然而存在許多氣體輸魏置結(jié)構(gòu)，如有這樣一種插管，其中一導(dǎo)氣管
安在病人的氣管內(nèi)以形成病人氣體通路的旁路(插管通路式氣體輸i^e)。
也可以為病人呼出的氣體掛共一回至鵬氣裝置1的回路。在這樣的方式中， 在病人13、吸氣導(dǎo)管14、和連接供氣體入口 (未畫出)的呼出氣體導(dǎo)管(未 畫出)之間安裝一 "Y"型管。
控制器ll可以含有一個與記r乙存儲器相聯(lián)的微機(jī)處理器鵬輯電路，存 儲器中含有軟件禾號。當(dāng)通過控制器ll執(zhí)行時，該禾聘根據(jù)設(shè)在軟件中的指 令，也可響應(yīng)外部輸入信號來控制加濕系統(tǒng)的操作。例如，可以從加熱板9 向控制系統(tǒng)11輸入信號，控制系統(tǒng)11就得到加熱板9的，和/或能量^ffl 割言息。另夕卜控制器ll可以得到氣流離的輸入信號，例如可以將一個鵬 傳麟即t鵬探測器17置于或靠近病人身體，以顯示病人吸入的氣術(shù)驢， 可為控制器11提供另一鵬探測器以指示從加濕器4的出口 12流出的加濕 氣流的，。進(jìn)一步地，可以在呼吸循環(huán)的任何部位("呼吸循環(huán)"包括氣流 艦的力口濕系統(tǒng)的各部分)安裝氣流傳繊即氣流探測器19。圖5所示氣流 探測器19在Sf探測器18同樣的位置，兩體可以如下戶脫安裝在一個探 針中。
向控制器11進(jìn)一步的信號輸入可以是用戶輸A^置即開關(guān)20，它可以允 許^ffl者(健康護(hù)理專家或病人本人)選定一理想的氣流，或氣^^M，鋼開關(guān)20選擇性地控制其他功能，如控制加熱絲15釋放熱量或從一些自
動氣體輸送曲線中(在后面描述)選擇一種。
在下面詳細(xì)記載以上戶，匕系統(tǒng)(或其中某部分)的一^iM實施例。 氣流探測器
圖1和2顯示了氣流探測器19的tte形式。氣流探測器19雌以塑料 材料如聚碳酸酯模塑帝喊。它有一個基座30用于安裝導(dǎo)線(圖3、 4的4S)， 以向控制器ll傳入和從其傳出電信號。從基座30突出的結(jié)構(gòu)是套管31,其 中至少有一個傳 外殼32和33， 32和33的;1^端從基座30突出。傳感 器外殼32和33的織面雌為圓形，縱剖面逐漸變細(xì)成為錐體，遠(yuǎn)離基座 的一端(傳感末端36)有一圓尖。
圖1所示是兩個傳繊外殼32和33。在這實施例中顯示， 一個傳繊外 殼32作為纟鵬傳繊，另一為氣^il度傳繊。在32和33中是分別用于測 定加濕系統(tǒng)溫度和流速各自盼性質(zhì)的傳感器34和35，可以是熱敏電阻(依 賴 驢的電阻)。就傳 34而言，控制器通過熱敏電阻輸出一個電壓，并 以通過熱敏電阻的電流的形式接受一個St信號，此電流依賴于氣術(shù)顯度。 為了f尉戶熱敏電阻34， 32榭?？嶎D爐。盡管如此，在熱敏電阻和氣流
之間僅有一薄層塑料材料，所ff^it仍然準(zhǔn)確。
對于傳繊35，控制器可以間斷的向熱敏電阻傳輸電流一段時間，以加 熱熱敏電阻達(dá)到一個己知的第一溫度，然后斷路，監(jiān)控?zé)崦綦娮璧臏囟茸兓?(通過監(jiān)控其電阻變化)?？刂破?1此時可以啟動計時器，測定熱敏電阻的 溫度降到第二預(yù)定溫度所需的時間。由于氣流從被加熱的熱敏電阻將熱量帶 走，熱敏電阻的St在一已知?dú)饬鳈M截面(如導(dǎo)管直徑12mm)上,AB—預(yù)定 鵬降到第二預(yù)定纟鵬的時間，為控制器ll樹共了氣術(shù)fL3I附旨示指標(biāo)。可 以看到熱敏電阻35沒有按34的方式被^P包裹。因為在熱敏電阻35和氣流 之間的倒可一層物質(zhì)將影響從熱敏電阻向氣體的熱量傳導(dǎo)速度，導(dǎo)致降低流 速讀數(shù)的精確度。
在一進(jìn)一步優(yōu)選的實施例中，通過向熱敏電阻35輸送電流將^it提高 到高于氣流鵬一 頁定的^it差(如60°C)以測定氣體涼速。控制器l卜監(jiān)控?zé)崦綦娮?5保^f頁定溫度差而所消耗的能量。與氣流橫截面有關(guān)的^MflJ 用量(如氣流探測器導(dǎo)管直徑約為12ram)向控制器11 Jif對繊指示，使控 制器ll能確定氣體的實際箭速。為使熱敏電阻35能保持此一驢差，必須 間斷的測定熱敏電阻35的實際^^并將其加熱。這可以通過從熱敏電阻臨時 斷開加熱電流，和施加一通過熱敏電阻35的低感應(yīng)電壓，并測定通過熱敏電 阻35的電流。按這種方式，可以很決地測定熱敏電阻35的電阻，從預(yù)先儲 存的指標(biāo)溫度與熱敏電阻35的電阻的函數(shù)關(guān)系曲線推算出，值。如果實際 溫度差小于預(yù)定的溫度差，可以去除感應(yīng)電壓和重新施加加熱電流，或?qū)嶋H 驢差達(dá)到鵬出預(yù)定的纟鵬差，控制器會延遲向熱敏電阻35供熱。
當(dāng)氣流探測器19暴露的表面離低于通過它的加濕氣流的纟鵬時，在其 表面會產(chǎn)生冷凝。應(yīng)認(rèn)識到在氣流傳感熱敏電阻35上任何液態(tài)水的積聚將不 利于讀取流速，因為液態(tài)水將吸收部分熱敏電阻產(chǎn)生的熱量。為降低或消除 液態(tài)水在傳感器上的積聚，本發(fā)明 實施例的氣流探測器裝有至少一個凸 起的翼狀裝置。在圖1和2所示的實施例中每個傳 外殼有兩個翼37、 38、 39和40 (當(dāng)然每個傳 外殼可以有一個翼)。每個凸起翼的橫截面為矩形， 從套管31沿傳繊外殼長軸伸展至傳繊外殼的傳感末端(當(dāng)然凸起翼不必 沿傳繊外殼的全長延伸)。在此雌的實施例中，在其^H^:度中凸起翼的 外緣與傳感器外殼中心線的距離恒定。由于傳 外殼漸細(xì)，翼狀突起的縱 剖面 為垂直于傳麟外殼表面延展的三角形。雌翼狀突起與氣流探測 ，術(shù)莫塑在一起，也可以#4蟲制造翼狀突起，將其安裝至U傳自外殼表面。
現(xiàn)在參考圖3、 4，在4頓狀態(tài)，將氣流探測親翻J導(dǎo)管連接器42的傳感
器輸入口 41中。傳麟輸入口 41的M/人導(dǎo)管連接器垂直延伸成圓筒形。導(dǎo) 管連接器42連接呼吸循環(huán)的兩個導(dǎo)管43和44，或可以選擇將^li塑成導(dǎo)管 的一部分，如作為吸入導(dǎo)管14的一部分。從圖4可以清楚地看到，氣流探測 器19安裝在氣流中的位置應(yīng)保證將翼狀突起37、 38、 39、 40調(diào)整到與氣流 平行的狀態(tài)(如箭頭所示)。在傳繊外針產(chǎn)生冷凝時，由于在傳繊外殼 表面和翼狀突起的連接線周圍形成一低表面張力的局限區(qū)域，再加上氣流流 過傳感末端36的表面時因氣體的流動，冷凝液會從傳自的末端36流走。因此，冷凝液會沿交線(如線45)從傳感末端36向套管31自由地流走。
為保證做到這一點(diǎn)，將氣流探測器19安裝至帷繊輸入口 41時，要將 翼狀突起的位置與氣流作相應(yīng)的調(diào)整(因為不作相應(yīng)的調(diào)整不會繼到從傳感
末端除去液體的理想效果)，本發(fā)明iM的實施例在靠近套管處有一突出于基
座30的"V"型齒狀裝置46。在傳,輸入口 41的壁有一 "V"型的凹槽即 固定的定位凹槽47。相應(yīng)地，用戶插入氣流探測器時要找到此凹槽，以使氣 流探測器全部而嚴(yán)密地插入至l博管(或?qū)Ч苓B接器)中，因此，必須轉(zhuǎn)動氣 流探測器直到46和47結(jié)合在一起，此時氣流探測器即被正確安裝，倉,使 冷凝氣如前所述從傳繊末端流走。
進(jìn)一步，為保證氣流感應(yīng)熱敏電阻35工作產(chǎn)生的熱量不會影響，感應(yīng) 電阻34，在圖4可以看到，對于46和47的位置的調(diào)整，溫度和氣流感應(yīng)電 阻要橫穿過氣流(即不沿氣流的方向安裝)，因此它們不會相互影響。同樣， 將發(fā)熱的氣流感應(yīng)電阻35安裝在Mit感應(yīng)電阻的上游，使其產(chǎn)生的熱量l^氣 流從鵬感應(yīng)器帶走。
本發(fā)明的優(yōu)選方式采用一個可靠的氣流探測器，其優(yōu)點(diǎn)是加濕裝置可以 通過監(jiān)控警戒指示狀態(tài)的^I和^g來識別損害加濕裝置性能的狀態(tài)—如發(fā) 生抽氣、斷路和噴霧。 一旦識別了一種發(fā)生的狀態(tài)，系統(tǒng)會采取適宜的反應(yīng) (如發(fā)出警號或切斷加熱板的熱量)。例如，檢測不到具有關(guān)聯(lián)的低(環(huán)境) 溫度的氣流時，加濕裝置可以判斷皿探測器是否被正確地安裝或被從回路 中除去。
以下是針對本發(fā)明的 形式的氣流探測器的一^ 的應(yīng)用例。 濕度控制系統(tǒng)—最小會糧法
供給病人13或其他需要?dú)怏w者的氣體的一個重要的參數(shù)是濕度。已知過 于^B喿的氣體(有介于60%_70%之間的低的相對濕度)會使病人氣管'1^1 脅JC弓虛不適。對應(yīng)于本發(fā)明的雌的實施例的加濕體的控制器11包括一 設(shè)法將氣流相贈Sit維持在理想水平(高于90%)的控制系統(tǒng)。采用這種控 制方式所需的一種情況是將加濕室4入口氣體的溫度升高到近似于出口氣體 》鵬。在這種情況下，由于只需少量能量供給氣體(以升高欺鵬)，鄉(xiāng)嗨室中的水就不會得到足夠的能量，因此就不會得到足夠量的水蒸氣以力口濕氣 體，相應(yīng)地，當(dāng)供給病人的氣體的纟鵬魏時，相X^破就不合適。當(dāng)入口 氣體溫度比出口氣mit低很多時，可以設(shè)想在提供大量能量將氣術(shù)^提 高到理想值的過程中，會蒸發(fā)加濕室中的大量水，相應(yīng)地氣體的相贈顯度將 會提咼。
為控制輸送給病人的氣流的濕度，本發(fā)明的加濕裝置需要涉及氣體^il 的信息。如上戶脫，可以通過將氣流探測器插入氣流達(dá)到這一目的。參考圖
6的流程示意圖描腿一控制系統(tǒng)。
此控制系統(tǒng)始于方框49，給加熱豐腿電，加熱加濕室4中的水。在方框 50，控制器讀取一個預(yù)定的 鵬，此》破可以由制造者預(yù)先設(shè)定在存儲器中， 或由用戶通過用戶輸A^置如圖5的輸入器20輸入。在方框51中，控制器 11從熱敏電阻傳感器得到信息以確定氣流速度(可以按前面所述的方式進(jìn) 行)。在方框52中，控制器11確定在領(lǐng)幌的》髓下為產(chǎn)^^需的氣流纟鵬需 要的最小能量。這可以通過^M諸存在內(nèi)存中的公式計算得到，或 與控 制器11關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲器或記憶裝置中儲存有在一系列預(yù)定的濕度條件下 流速和X寸應(yīng)的所需最小能量的査詢表，j頓觀幌的》髓和所需的》鵬值，通 過控制器査詢對應(yīng)的最小能量?？刂破?1可以通過測定氣^iM和得到一個 用戶輸入的預(yù)定的Mit，計算(皿擇從實驗或預(yù)先計算所得的查詢表得到) 出一個 匕^1下得到預(yù)定的濕度所需的蒸，率，最終確定加熱板9所需
能量?？刂破魅缓竽苡嬎愠?或選擇從實驗或預(yù)先計算戶;f得的查詢表得到)
需由加熱板9掛共的能量，以產(chǎn)生為達(dá)至lj所需f鵬而確定的蒸魏率。
在，53中(在此方法中不是必需步驟)，氣體的出口^^經(jīng)，探測 器(或通過氣流探測器19的纟鵬傳感部分)反饋到控制器，引起加熱板驢 或能量的改變，控制器18通過這種方式，將氣體離開加濕室出口時的^it控 制在一預(yù)定(可以由用戶或制造商確定)值(如37"C)。
在方框54中，測定加熱板9的即時能獻(xiàn)傭量，確定加熱板的能穀擁 量是否小于在灘52中計算所得值。控制器11可以通過測定供給加熱板的 電流，將其乘以加熱板的電壓，得到加熱板的即時能獻(xiàn)U用量。另外，對通過計算加熱板通電時間百分率并乘以其額定功率，從而確定加熱板的平均能
量。例如，加熱板的通電時間為40%，其額定功率為150瓦，那么加熱板的 能量利用量將是60瓦?？梢约俣訜岚宓碾妷褐倍?，如果觀幌的即時會歸!J 用量不小于提供預(yù)定》鵬必需的最小能量，那么回到方框50，重復(fù)前艦程， 病人得到具有適宜加濕禾號的氣體，直到方框54判斷顯示加熱板能量消耗量 己斷氏到樹共充分加濕的氣體所需的能量之下。
此時，轉(zhuǎn)向方框55的控制步驟，增加掛共給加熱板9的倉糧(如fflil改 變向加熱板提供的電壓的調(diào)制脈沖寬度或單純增加可變的供給電壓)達(dá)到方 框52確定的水平，以使氣體被充分加濕。這可導(dǎo)致出口氣術(shù)M升高至高于 設(shè)定的^Jt，然而這是掛共充分的力口濕所必需的。然后在方框56的步驟中檢 查(在此方法中此步驟也不是必需的)出口氣體^it是否己降至預(yù)定的溫度 之下。如果出口氣術(shù)鵬已降至預(yù)定的鵬之下，可以推測如同在一鄉(xiāng)樹高 于假定的入口氣傳^it的溫度下，氣俐每達(dá)至IJ所需的加濕程度。如果出口氣 術(shù)鵬沒有降至預(yù)定的 鵬之下，另卩么繼續(xù)向氣體提供計算所得的最小能量 水平。由此可以看出
1) 缺少溫度探測器時，控制系統(tǒng)繼續(xù)向加熱板提供達(dá)到充分加濕所需的 計算所得的最小能量，或
2) 當(dāng)提供^^探測器時，控制系統(tǒng)以兩種方式工作，第一禾中"正常"方 式為，按已知途徑控制出口^it在一理想值，直至加熱板的倉讀禾,量降至 顯示加濕不充分的水平；此時一新的控制方式開始工作，以保持加熱板能量 使用量在計算所得的最小水平，直至出口^g降低到低于一預(yù)定M^指示出 進(jìn)口氣術(shù)鵬已經(jīng)顯著降低到使加濕室能向氣流掛共充分的熱量和》驢。 加濕控制系統(tǒng)—預(yù)定濕度法
以下參考圖7描述以上戶;M加Ml空制系統(tǒng)的另一可選擇的方案。根據(jù)這
一雌的控帝係統(tǒng)，可以在任一氣^3I度下，將加濕室輸出的氣體的濕度控 制在任一預(yù)定的水平。雌^頓JlM氣流探測器，測定氣^I度，參照加濕 室輸出纟鵬對^I和或呼吸循環(huán)的函數(shù)曲線，達(dá)到控制氣#^破的目的。 圖7顯示加濕室輸出特征曲線的一刊列子，其中可艦于給定的所需濕度，隨著氣體》髓增加，加濕室出口氣術(shù)鵬急居哋顯著降低至一固定鵬。 可以用實驗方法得出一些出口氣術(shù)鵬和濕度關(guān)系的信息，并存在存儲器中 (如以一個或一些檢索表的形式)，可以M31控制器11査詢。
根據(jù)這種控制系統(tǒng)，用戶M用戶輸入器20向控制器11輸入一預(yù)定的 濕度，所用的用戶 俞入器有一指針控制盤或控制鍵盤。向加熱板9通電以加 熱加濕室4中的水，通a^Jt探測器18 (或氣流探測器的纟鵬傳感部分19) 向控審U器11輸送測出的輸出氣術(shù)鵬。使用氣流探測器19觀!l得的即時氣流 速度和領(lǐng)時都鄰驢，控制器ll向存儲器^i旬以確定在現(xiàn)有氣^^01下，為達(dá) 到預(yù)定的濕度所需的出口氣體溫度的目標(biāo)值。
此時，控制器11控制向加熱板9的供能，以得到在現(xiàn)有氣^^I下為達(dá) 到預(yù)定的濕度所需的預(yù)定出口氣術(shù)鵬目標(biāo)值。例如，向加熱板9的供能方 式，可以用供給電壓的脈寬調(diào)制(PWM)的方法改變供給加熱板的能量，或可 選擇向加熱板掛共一可變的電壓。
當(dāng)氣體》髓鵬戶設(shè)定的濕度發(fā)生變化時，控制器11從存儲器自動確定 一修正的出口氣術(shù)鵬目標(biāo)值，并適當(dāng)i鵬制加熱板9樹共此出口氣術(shù)鵬。
例如，對于一用戶設(shè)定的氣術(shù)破為44mgH20/L，觀幌的氣^3I度F1，控 制器11查詢存儲器中的檢索表確定出口氣術(shù)鵬的目標(biāo)f鵬為37°C。然后 控制器ll向加熱板9供給能量(如艦P麗控制供給的電壓或電流)，使溫 度傳感器34測得的出口氣術(shù)，基本等于產(chǎn)生44mgH20/L的所需絕X^顯度的 離目標(biāo)值37。C。
作為對控制系統(tǒng)的補(bǔ)充，也可以向與控制器ll關(guān)聯(lián)的內(nèi)存裝置樹共涉及 呼吸循環(huán)冷 辦寺征指數(shù)的信息?？刂破?1可以向加熱絲15供給能量，以控 制額外加熱流經(jīng)管路的氣體，從而斷氐管路中的水蒸氣冷凝。這也可以M^、 流經(jīng)管路的氣體濕度的變化(因為在冷凝過程中少量水分從氣體中分離出 來)。在此控帝係統(tǒng)中控第幡11可以調(diào)整加熱絲15 ^f共的熱量，使會,在控 帝愾流濕度的同時控制》鵬(雖然實際加熱絲產(chǎn)生的升^R能是幾度)。然而， 如果氣術(shù)顯度過量(為產(chǎn)4^夠高溫的氣體)，控制器11也可以通過啟動結(jié) 露(rain-out)功能，設(shè)定加熱絲狀態(tài)以降低氣#^顯度?？刂破鱨l然后適當(dāng)?shù)卣{(diào)控加熱板和加熱絲狀態(tài)，以最好地向病人提供所需氣術(shù)顯度和鵬(用 戶設(shè)定)。
加濕裝置的自動控制一"單按鈕式加濕器"
圖5所示的加濕裝置的任一控帝係統(tǒng)的工作，可以使加濕器的^頓十分 簡便的，只需用戶最小限度的輸入。圖5展示了一個便于f頓的加濕體的
例子，只有唯一的用戶輸入開關(guān)20。開關(guān)20 ,有一系列對應(yīng)于預(yù)定氣體 輸送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)或位置。 一種氣體輸送方式是插管法，另一種是非接觸 法。開關(guān)20的每一位置或狀態(tài)，在與控制器11關(guān)聯(lián)的內(nèi)存中都存儲有所對 應(yīng)的最佳所需濕度和溫度值。例如，對于插管式氣體輸送方式，最佳溫度可 能是37。C，最佳 破大約是44呢H20/L氣體，而對于非接觸式氣^f俞送方式， 最佳^t可能是32t:，最佳Mit大約是30mgH20/L氣體。
通過使用以上所述的任一控制系統(tǒng)， 一旦氣體輸送方式確定，不需要用 戶進(jìn)一步調(diào)整即可控帝咖濕體的運(yùn)行?？刂破?1將重復(fù)測定出口氣術(shù)鵬 和氣流速度，調(diào)整加熱板的能量并可能調(diào)整加熱絲狀態(tài)的設(shè)定，以自動向病 人13自動^f共最佳(或盡可能接近最佳)的氣術(shù)，和M^，使之不受箭遞 和出口氣體^jt變化的影響。 用戶輸出一、溫度顯示
根據(jù)本發(fā)明另一方面的加濕裝置的進(jìn)一步的特征是增加了顯示器60 (圖 5)，以向用戶顯示輸送給病人的氣，度。需注意此特點(diǎn)不 于在呼吸環(huán) 路中插入的氣流探測器。顯示器60由控制器ll控制。已知其他呼吸系統(tǒng)加 濕器也包括顯示器，fl^顯示的鵬，是固定不變的，其可以是呼吸循環(huán)14 中病人端的纟鵬(如》鵬探測器17所測得的)或加濕室出口的氣#^鵬(如 St探測器18所測得的)。
許多健康護(hù)理人員將顯示的溫度看作是在氣體中含有一定量水分的溫 度。只要供給病人的氣體的相贈顯度是100%時(即氣體盡可能多得含有在 現(xiàn)有溫度下所會給有的水蒸氣量)，供給病人的氣體的溫度在臨床上將是準(zhǔn)確 的。然而，如果在現(xiàn)有SS下所輸送的氣體所含水分少于可能的最大值，那 么單純顯示所輸送的氣體溫度的加濕器將使護(hù)理人員誤認(rèn)為病人正在接受高于實際水平的Mit。
在本發(fā)明的 方式中，顯示器60顯示的，是傳自17或傳感器18 所測得的、鵬值，不管它們誰是最低的一個。例如， 一個為37"C的氣體出口 ^Jt和纟敘啦顯度44mgH20/L氣體(近似于相X^顯度100%)可以轉(zhuǎn)換成吸氣導(dǎo) 管病人端的 鵬35'C和病人接受的^X^破35mgH20/L氣體。因此，當(dāng)導(dǎo)管 中的氣體保持在約100%相對濕度時，由于》驢的斷氐，有9mgH20/L氣{枯 吸氣導(dǎo)管中凝結(jié)。祀比情況下，顯示給病人的相應(yīng)的溫度是35'C，即在此溫 度下相對 顯度100X的氣體含有35。C所^^的水分量。
如果氣體出口溫度是37°C，鄉(xiāng)MM度是44mgH20/L氣體(100%相)(^顯度)， 病人端的Mit是39"C，纟敘^破是44mg恥/L氣體，那么顯示的臨床上最相 關(guān)的》鵬應(yīng)當(dāng)是37"C。這是因為，雖然氣術(shù)鵬已經(jīng)上升，至U達(dá)病人處的氣 體在吸氣導(dǎo)管中沒有得到另外的水分供給，所以其相贈顯度不再是100%。 到達(dá)病人處的氣體的纟MM度實際與37"的氣術(shù)，相關(guān)聯(lián)，因為這，應(yīng) 于加濕氣體中的水分含量的溫度。在ftf可情況下，經(jīng)常是在與病人相距30cm 以上的距離測定病人端^Jt，氣體到達(dá)病人處時，溫度經(jīng)常已降低，所以較 低的溫度37"對于護(hù)理人員更相關(guān)。 自動的斷流待機(jī)狀態(tài)
如前所述，在現(xiàn)有的許多加濕系統(tǒng)中，控制器單純檢測溫度以調(diào)整加熱 板9和/或管路中的加熱絲15提供的能量。當(dāng)氣^f共，或直M器1與呼 吸循環(huán)斷離，這種控制方式將檢測不至U驗，因為沒有氣流,L^鵬檢測器。 此時控制器通過增加供給加熱板9和/或加熱絲15的能量以設(shè)法增加氣體溫 度(控制器推測在呼吸循環(huán)中還有氣流)。離檢測器不能測得這一實際不存 在的"氣流"溫度的增加，控制器11繼續(xù)增加用以加熱此不存在"氣流"的 能量直達(dá)危險的，號。如果此時重新提供氣體，供給病人的氣俐每達(dá)到危險 的鵬。
為避免發(fā)生以上一系列過程，加濕系統(tǒng)應(yīng)安裝根據(jù)本發(fā)明 形式的氣 流檢測器?？刂破麟S后則定加濕器中是否有充足的氣流(如15L/辦中)保持 正常的安全運(yùn)行。如果發(fā)現(xiàn)氣流不足，那么加濕器設(shè)置在一安全運(yùn)行方戎。此安全方式包括對加熱板9的Mit限制和/艦供給加熱板9和/鄉(xiāng)卩熱絲15
的工作電壓柳蹄lj (即控制能量tK平)。
濕度報難置
加濕系統(tǒng)應(yīng)^j財艮警裝置(如聲音報警或視覺報警)，以便當(dāng)在一段時間 內(nèi)供給病人的氣體低于或高于所需的濕度時提醒病人(或護(hù)理人員)。己經(jīng)發(fā) 現(xiàn)應(yīng)當(dāng)設(shè)定報警器在某Ht定時間之后發(fā)出警報，該時間取決于所需濕度和 實際撤共給病人的濕度之間的差值。二者之間的差《翻大，報警時間越早。
圖8以一種可能的圖解方式顯示了如何根據(jù)病人生理戶萬需的濕度設(shè)定報 警時間。內(nèi)存中存有一些不同的"鵬曲線"，每一值分布于預(yù)定的所需濕度
值周圍(此例中示出37"時所需M^值?？梢苑奖愕赜帽砀癖硎?，差和報 警時間之間的對應(yīng)關(guān)系，將此表格存于例如可I鵬制器11讀取的R0M (只讀 存儲器)中，從而控制器測定濕度差，查閱表格中的差值(根據(jù)所需》破值 選擇表格)，It瞎值掛共等待發(fā)出警報的大約時間。測量所掛共氣體的f破的 另一種方法可以是監(jiān)測氣體實際的露點(diǎn)(產(chǎn)生水蒸氣凝聚的Mit)并測定實 際露點(diǎn)和所需或最佳露點(diǎn)(如37"C)之間的差值。例如，可以假設(shè)實際露點(diǎn) 是加濕室4鵬和管路的Mit中樹氐者。 水用盡警報器
在帶有加濕室4的呼吸加濕系統(tǒng)中，為了使加濕器離合氣體掛共水蒸汽， 必須保持某一劇氐的水平面。因此，對病人給予加濕氣體的健康護(hù)理人員應(yīng) 該偶爾檢査水平面，并在必要時添加更多7K。 ithx作有時被忽略了。
當(dāng)水平面降至不足并發(fā)出警報時，可以利用加濕系統(tǒng)中的可自動測定的 氣流探測器19。 tt^t加熱板9^jt、加濕室4驗(或室出口t驢)以及 加熱板9功率需要量(當(dāng)前用于加熱板的功率數(shù))都進(jìn)行監(jiān)測，將它們用于 下列等式而得到導(dǎo)熱系數(shù)值
導(dǎo)熱系數(shù)二力口^&力帛，，:
加熱板溫度一加濕室溫度控帝U器11將計算的導(dǎo)熱系數(shù)值與預(yù)定的閾值(其本身取決于氣流探測器 19測定的氣術(shù)f速)進(jìn)行比較，此閾值可在各種氣體^il下M試驗測得。 計算的導(dǎo)熱系數(shù)值可以每5 ^H中更新一次，警報可在計算的導(dǎo)熱系數(shù)降至閾
值5-10 ^H中后發(fā)出(或者立即發(fā)出警報)。下面^Mit驗測定的導(dǎo)熱系數(shù)
值的實例和不同流速時的閾值的 實例 》101 二 10升/分
導(dǎo)熱系數(shù)=1. 26W/°C (加濕室4中有足夠水) 導(dǎo)熱系數(shù)=0. 26W/T (加濕室4中沒有水) 預(yù)定閾=0. 5W/°C
臓二40升/分
導(dǎo)熱系數(shù)=1. 81W/°C (加濕室4中有足夠7jC) 導(dǎo)熱系數(shù)=0. 42W/°C (加濕室4中沒有水) 預(yù)定閾=0. 8W/°C
可將不同箭速的預(yù)定閾{顱亡存在可被控制器11讀取的ROM中，以便控制
器ii可簡單地測定氣體的當(dāng)前^ii、計算導(dǎo)熱系數(shù)的值、根據(jù)當(dāng)fmai讀取
ROM中的表格、以及讀出相關(guān)的預(yù)定閾值。如果計算的閾M^于計算的導(dǎo)熱 系數(shù)值，則控制器ll將在發(fā)出警報前等候預(yù)定的一段時間(例如5或10分 鐘)，以便在輸送至病人的氣術(shù)顯度未損失盼瞎況下7jC平面可以達(dá)到最高。 加濕室凝固點(diǎn)探測
在帶有導(dǎo)管加熱金屬絲的呼吸加濕系統(tǒng)中，通常要控制纟顯度和濕度，以 便使供給病人的氣體按所需的溫度和濕度輸送。在一些情況下，導(dǎo)管加熱金 屬絲15供給足夠的能量以升高呼吸循環(huán)中氣體的溫度，使病人得到所需溫 度。有時，從導(dǎo)管加熱金屬絲(甚至100%工作循環(huán))得到的都艮功率不足以 將氣術(shù)，提高到病人需要的氣體溫度。更為特別地，在導(dǎo)管14的病人端這 些加濕系統(tǒng)不能維持所需的氣體溫度，由于加濕氣體向?qū)Ч鼙卺尫懦鎏酂崃?，通常?dǎo)致冷凝作用或?qū)Ч苤谐霈F(xiàn)"結(jié)露(rain-out )"。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一 步優(yōu)選的實施方式，本控制器包括一種 >上述問題或使其最小化的系統(tǒng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的 形式的呼吸加濕系統(tǒng)是用來維持沿導(dǎo)管14長度 的"溫度梯度"并由此調(diào)節(jié)病人所需的溫度(或"氣管設(shè)定值")，而不是將 病人的氣術(shù)^M呆持在所需水平。氣管設(shè)定值按如下計算
氣管設(shè)定值二加濕室出口， +補(bǔ)償值
其中"補(bǔ)償值"例如為3t:，等于沿導(dǎo)管14的所需^jt梯度。還應(yīng)知it^， 擇的"補(bǔ)償值"有賴于導(dǎo)管的物理特性和結(jié)構(gòu)。
例如，補(bǔ)償為3"C和加濕室4出口氣體溫度為37'C時，適當(dāng)?shù)亟o加熱金 屬絲15提供能量(如調(diào)節(jié)其工作循環(huán))以將供給病人的氣術(shù)顯度維持在40
°c。類似地，如果加濕室出口溫度降至3rc，則將供給病人的氣術(shù)，控制
在34°C。在這兩種情況中，沿導(dǎo)管保持有+3'C的溫度梯度或溫差以盡可能 降低或消除冷凝作用。
如發(fā)現(xiàn)不能維持所需的補(bǔ)償值(g卩，力Q熱金屬絲不能將導(dǎo)管中氣體的溫 度升高至所需的計算值，此計算值^il過導(dǎo)管14的病人端PfM的M^傳自 測定的)，那么控制器ll將M^加濕室出口^it (例如，MM^用于加熱 板9的功率的工作循環(huán))以便維持沿導(dǎo)管的所需補(bǔ)償值。例如，如果彬t^ 度值不能以至少2。C保持15辦中，可將控制器設(shè)定一禾im使其以將加濕室 出口 鵬以0.5t:的檔次開始降低(至最小值35.5'C)。例如，當(dāng)補(bǔ)償值為3 "C和加濕室起始出口纟鵬為37'C時，應(yīng)將供給病人的氣i確制在40°C。然而， 若送至病人的氣體為38. 6°C (實際補(bǔ)償值或差值僅為1. 6°C)，那么15 ^H中 后控制器11將使加濕室出口^t降至36.5°C。然后重復(fù)上述計算，若到達(dá) 病人的氣術(shù)鵬不能維持在39.5'C，那么控制器將再次斷氐加濕室》破。此 過程將重復(fù)至達(dá)至脂巨保持所需導(dǎo)管補(bǔ)償^^的加濕室出口^S。而且，控制 器11然后將升高力鵬室出口氣術(shù)鵬，以將供給病人的氣體再次達(dá)到所需溫 度，但僅在補(bǔ)徵鵬受限盼瞎況下可以完成這一過程。如果外周環(huán)境發(fā)生改 變，也可能出lLt述瞎況。
因此，至少在優(yōu)選形式中，本發(fā)明聯(lián)合所有或一些上述特征而提供一種呼吸加濕系統(tǒng)，此系統(tǒng)會繼至啦制加濕氣體的^破和/^g的目的。依據(jù)本 發(fā)明一個實施方式的氣流探測器能確保^il測定準(zhǔn)確，而沒有冷凝作用影響 傳感器。此準(zhǔn)確性增強(qiáng)的部分原因是由于定位系統(tǒng)能保證氣流中的氣流和/ 或》驢探測器的正確定位。由于用這種氣流傳感器能準(zhǔn)確觀l淀^1，本發(fā)明 的控制系統(tǒng)能給病人掛共一種控制在所需濕度的氣流。本箭速傳繊也可"自 動"控制，這樣用戶不需要不斷地監(jiān)觀咖濕器的輸出和改變輸入而達(dá)到所需 的改變，用戶僅僅需要將病人的氣^^送狀況輸進(jìn)加濕器，那么加濕器在不 需要用戶進(jìn)一步輸入的情況下就能提供所需的氣體溫度和濕度。加濕器也顯 示與送至病人的氣體具有臨床相關(guān)性的氣術(shù)驢值。另外，根據(jù)本發(fā)明其它 l腿實施方式的呼吸加濕系統(tǒng)包含各種優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的安全性改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.用于為病人或其他需要這種氣體的人提供加濕氣體的加濕裝置，包括可容納一定量水的加濕室，它有一個入口和一個出口，以便使上述氣流通過所述的加濕室，與上述加濕室相鄰的加熱裝置，它用于向上述加濕室中的水供熱，以便為通過上述加濕室的所述氣流提供水蒸汽，所述的加熱裝置利用了一可測定量的功率，與上述加濕室的出口相連的氣體輸送通路裝置，它用來向上述病人或其他需要這種氣體的其他人輸送上述氣流，氣流探測器裝置，用于檢測上述氣流的流速，控制裝置，它接受由上述氣流探測器裝置產(chǎn)生的輸入，并儲存有一種程序，此程序可使控制裝置i)計算上述加熱裝置所需的功率使用量，以便在可被上述氣流探測器檢測的氣流速度下將上述氣流加濕到一預(yù)定水平，ii)確定上述加熱裝置當(dāng)前所利用的功率，以及iii)如果測出的上述加熱裝置當(dāng)前的功率利用量少于上述需要的功率利用量，它可向上述加熱裝置提供上述預(yù)定的功率量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1戶細(xì)勺加濕體，其中計算戰(zhàn)加熱體為使戰(zhàn)氣 流加濕所需的功率4頓量的上述步驟包括用上述氣流探測器裝置檢測當(dāng)前 氣流，在數(shù)據(jù)儲存裝置中查尋與上述檢觀啲氣體箭速相關(guān)的功率預(yù)存值，所 述的數(shù)據(jù)儲存，予^feM^I和相關(guān)的功率使用量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2戶腿的加濕裝置，其中計算上述加熱裝置為使上 述氣流加濕所需的功率1頓量的上述步^S包括計算為達(dá)至贓測出氣體流 速下的所說預(yù)定水平而所需的蒸發(fā)率，然后確定，加熱裝置達(dá)到所需上述 蒸發(fā)率而所需的功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加濕裝置，其中所述的加濕裝置還包括一 種溫度傳感裝置，lt燥置用于檢測氣流離開上述加濕室的溫度和向上，制 裝置提供驢信號，上述控制裝置儲存的禾聘還包括步驟(ii)和(iii)之間的一個步驟iia)控制上述加熱裝置的育糧供給以便保持在預(yù)定^t下上述加濕室排 出的氣體》充速。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2戶，的加濕裝置，其中戶，的由J^制裝置儲 存的程序還包括下列步驟iv)探測氣體離開加濕室時的纟鵬，當(dāng)檢測的^Jt小于預(yù)定驗時貝腿回 到步驟(i)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加濕裝置，其中所述的氣流探測器，包括用于在上述氣流中定位的傳感器外殼，所述的傳感器外殼的縱向軸線與 上述加濕氣流基本上垂直，并有一個傳感末端，傳感裝置^A在位于上述傳感末端或其附近的傳,外殼中，以及至少一個從上述傳感器外殼橫向伸出的凸起翼狀裝置，所述的至少一個 凸起翼狀裝置樹共了能使液體冷凝物從上述的傳麟外殼的傳感末端分散出 去的表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的加濕裝置，其中所述的氣流探測器，包括兩 個上述凸起翼狀裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加濕裝置，其中所述的兩個凸起翼狀，相對 地位于，傳感器外殼的周圍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的加濕裝置，其中每個所述凸起翼狀裝置都 與上述氣流平行排列。
10. 根據(jù)權(quán)禾腰求6或7戶腿的加濕裝置，其中液體冷凝物是沿著上述的 傳 外殼和上述凸起翼狀裝置的交線分散，沿所述的交線有一個低表面張 力的局部區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的加濕裝置，其中所述的氣流探測器裝置包括一個鵬傳繊外殼和一個i^I傳繊外殼。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11朋述的加濕裝置，其中朋述，傳，外殼和戶， 箭遞傳 外殼的傳感裝置中每個均包括，^#、性電阻。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11戶腿的加濕裝置，其中戶誠的^3I傳繊外殼的傳感裝置偶爾被加熱至超出上述氣流St的預(yù)定差值溫度，上述^il傳iill外殼的傳感裝置維持上述的預(yù)定差值皿所需要的功率提供了，氣體箭Li!的一個指征。 '
14. 根據(jù)權(quán)利要求11戶脫的加濕裝置，其中戶服的^I傳繊外殼的傳 感裝置暴露在 鵬傳感器外殼的傳感末端或其附近，而上述纟鵬傳感器外殼 的傳感體包封在^it傳麟外殼的傳感末端或其附近。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11戶腿的加濕裝置，其中戶腿的纟鵬傳 |外殼和流 速傳感器外殼穿過上述氣流時留有間隔，這樣是為了使上述^il傳繊外殼 的傳感裝置所產(chǎn)生的熱量對上述溫度傳感器外殼的傳感裝置的實際影響最 小。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11戶腿的加濕裝置，其中所述的,遞傳繊外殼位于 上述^it傳麟外殼的下游，這樣是為了使上述箭速傳麟外殼的傳感裝置 所產(chǎn)生的熱量對±^鵬傳繊外殼的傳感裝置不產(chǎn)生影響。
17. 根據(jù)權(quán)利要求6 0M的加濕裝置，其中戶，的氣體輸i^l^裝置有一 個已知的橫斷面區(qū)域，至少是在上述氣流探測器裝置鄰近的范圍內(nèi)，且該裝 置具有一個用于接受上述氣流探測器裝置的傳感器入口 ，所述的傳 入口 有一個固定的定位凹槽，所述的氣流探測器，有一個互補(bǔ)的固定定位齒， 上述的溫度和流速傳感器外殼相對氣流的定位由，定位凹槽和定位齒共同 控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于加濕系統(tǒng)的氣流探測器。該氣流探測器適用于在加濕的氣流中定位，以便此氣流被用于醫(yī)院的病人。本氣流探測器通過引入兩種傳感器檢測氣流的溫度和流速，探測器的形狀和定位因可以減少傳感器偶爾出現(xiàn)的冷凝作用，能夠保證讀數(shù)精確。還公開了許多可能的應(yīng)用例，其中使用了氣流傳感器的加濕控制系統(tǒng)，可向病人提供所需的濕度量或簡化了病人需要的輸入項目，或者其中流動傳感器向控制器提供氣流信息，然后可將此信息用于判定某種可能是危急的情況。
文檔編號G01F1/688GK101306218SQ20071013662
公開日2008年11月19日 申請日期1998年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月17日
發(fā)明者L·G·格拉登, P·J·萊昂納德, P·J·西根斯, S·W·麥克菲 申請人:菲舍爾和佩克爾有限公司