專利名稱：濕度傳感器的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明特別涉及對熱濕度傳感器的使用，但不僅涉及對具有用于輔助病人呼吸的呼吸增濕器的熱濕度傳感器的使用。
發(fā)明的背景此處，描述了允許對擁有周圍環(huán)境溫度之上的一個露點(diǎn)的氣體中的濕度進(jìn)行測量的熱濕度傳感器。所存在的與這樣的氣流相關(guān)的問題包括在高相對濕度的情況下具有較低的檢測精度，以及可能出現(xiàn)流到傳感器上的液體冷凝物。在高露點(diǎn)氣體中進(jìn)行測量時的另一個缺點(diǎn)是傳感器可能發(fā)生故障或讀取到錯誤的數(shù)據(jù)。
例如，這樣的濕度傳感器可作為一個可控制濕度的醫(yī)用增濕器的一部分加以使用。這引發(fā)了設(shè)計(jì)上的限制(例如較小的尺寸)、魯棒性問題、以及如何為防止病人之間的交叉感染進(jìn)行消毒的消毒能力問題。
當(dāng)把一個醫(yī)用增濕器與一個呼吸器一起加以使用時，氣流和絕對濕度可能會周期性地迅速變化。通常，這些變化的發(fā)生快于濕度傳感器的響應(yīng)時間，這給出了其周圍濕度的一個″時間平均值″。這意味著某些關(guān)鍵的濕度參數(shù)(例如在氣流周期的吸入部分期間的平均絕對濕度)是不能得以測量的。
在序號為4,143,177的美國專利中，描述了電容型濕度傳感器，并描述了如何把一個加熱器和溫度傳感器并入濕度傳感器以允許在周圍氣體溫度之上的一個溫度上對濕度傳感器進(jìn)行穩(wěn)定的溫度控制。這將可使?jié)穸葌鞲衅鞅苊庠诟邼穸葰怏w中的冷凝?？梢試@濕度傳感器或在濕度傳感器之下建造一個加熱器。該專利還描述了如何同時把加熱器元件用于測量溫度，即如何把加熱器元件與溫度傳感器結(jié)合在同一元件中。
在序號為5,777,206的美國專利中，也描述了一個加熱的電容型濕度傳感器。一個單一的電阻器既用作加熱器也用作溫度傳感器，用于控制在氣體溫度之上的濕度傳感器的溫度。序號為5,777,206的美國專利還描述了根據(jù)傳感器的溫度信息計(jì)算絕對或相對濕度。進(jìn)一步的描述還包括一種用于根據(jù)提供于加熱的電容傳感器的熱量判斷氣體流速的方法，以判斷流經(jīng)傳感器的氣體流速。而序號為5,777,206的美國專利使用了一個電阻器提供對傳感器的加熱度和溫度的測量，序號為4,143,177的美國專利使用了一個P-N半導(dǎo)體二極管結(jié)提供同樣的功能。
發(fā)明的概述因此，提供一個有益于克服上述先有技術(shù)中的缺點(diǎn)或至少將向該行業(yè)提供一種有用的選擇的熱濕度傳感器，是本發(fā)明的一個目的。
因此，在第一種情況中，本發(fā)明基于一種用于檢測氣體的絕對濕度的濕度檢測裝置，該濕度檢測裝置包括一個濕度換能器，該濕度換能器用于提供一個第一信號，該第一信號指示上述氣體的相對濕度，加熱裝置，該加熱裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并用于根據(jù)所提供給它的激發(fā)能量加熱上述濕度換能器的至少一部分。
溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并提供一個第二信號，該第二信號指示上述的濕度換能器的溫度，以及控制裝置，該控制裝置適用于把上述的第一激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個運(yùn)行溫度，并接收上述的第一信號和上述的第二信號，以及計(jì)算對基于其上的氣體的絕對濕度的一個估計(jì)，其中，在上述裝置的運(yùn)行期間的至少某一點(diǎn)，上述的控制裝置適用于把上述的第二激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個巴斯德消毒法溫度，該巴斯德消毒法溫度適用于基本殺死出現(xiàn)在上述濕度換能器上的任何常見的病原菌。
在第二種情況中，本發(fā)明包括一種用于檢測氣流的絕對濕度的濕度檢測裝置，該濕度檢測裝置包括濕度換能器，該濕度換能器用于提供一個第一信號，該第一信號指示上述的氣流的相對濕度，加熱裝置，該加熱裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并適用于根據(jù)所提供給它的激發(fā)能量加熱上述濕度換能器的至少一部分，溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并提供一個第二信號，該第二信號指示上述的濕度換能器的溫度，以及控制裝置，該控制裝置擁有存儲裝置，并適用于執(zhí)行存儲在該存儲裝置中的指令，這些指令包括下列步驟(i)把上述的第一激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個運(yùn)行溫度；(ii)接收上述的第一信號和上述的第二信號；(iii)根據(jù)上述的第一信號與/或上述的第二信號中的至少一個，計(jì)算對上述氣流的絕對濕度的一個估計(jì)；(iv)存儲關(guān)于一個時間周器上的上述絕對濕度的信息；(v)根據(jù)上述的第一信號和上述的第二信號、與/或提供于上述加熱裝置的激發(fā)能量中的至少一個，估計(jì)上述氣流的流速；(vi)把關(guān)于上述時間周期上的上述氣體的流速的信息存儲在上述的存儲裝置中；以及(vii)在上述時間周期的一段時間內(nèi)為上述的氣流計(jì)算一個校正的絕對濕度值，該計(jì)算是基于上述的一段時間內(nèi)關(guān)于上述的氣體的流速的上述的信息，這些信息與上述時間周期上的上述氣體的流速的信息以及上述的關(guān)于上述的絕對濕度的信息相關(guān)聯(lián)。
在第三種情況中，可廣義地認(rèn)為本發(fā)明包括一種用于檢測氣體的絕對濕度的濕度檢測裝置，該濕度檢測裝置包括濕度換能器，該濕度換能器用于提供一個第一信號，該第一信號指示上述氣體的相對濕度，加熱裝置，該加熱裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并適用于根據(jù)所提供給它的激發(fā)能量而加熱至少上述濕度換能器的一部分，
溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并提供一個第二信號，該第二信號指示上述的濕度換能器的溫度，以及控制裝置，該控制裝置適用于把上述的第一激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個運(yùn)行溫度，并接收上述的第一信號和上述的第二信號，以及計(jì)算對基于其上的氣體的絕對濕度的一個估計(jì)，其中，在上述的裝置的運(yùn)行期間的至少某一點(diǎn)，上述的控制裝置適用于根據(jù)上述的第一信號、上述的第二信號、與/或提供于上述加熱裝置的激發(fā)能量中的至少一個，判斷該裝置是否正確運(yùn)行。
在第四種情況中，本發(fā)明包括一種用于向病人提供氣流的氣體傳送裝置，該氣體傳送裝置包括氣體供應(yīng)裝置，該氣體供應(yīng)裝置適用于按所希望的壓力提供氣流，增濕裝置，該增濕裝置擁有一個進(jìn)氣口和一個出氣口。該進(jìn)氣口適用于與上述的氣體供應(yīng)裝置進(jìn)行流體交換，因而當(dāng)氣流流經(jīng)上述的增濕裝置時，上述的增濕裝置提供水蒸汽以增濕上述的氣流，一個導(dǎo)管，該導(dǎo)管適用于連接到上述的出氣口，并從那里接收上述的氣流。該導(dǎo)管包括一個內(nèi)側(cè)和一個外側(cè)，該導(dǎo)管通過該內(nèi)部傳送上述的氣流，并包括一個位于該內(nèi)部的一個探出物，以及一個濕度檢測裝置，該濕度檢測裝置適用于放置在上述的內(nèi)側(cè)，提供對上述的氣流的絕對濕度的一個估計(jì)，在使用中，該濕度檢測裝置并置在上述的探出物之下，因而上述的探出物可基本上防止任何液體水沿上述的導(dǎo)管流到上述的濕度檢測裝置。
在第五種情況中，本發(fā)明包括一種用于檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟使用一個濕度換能器，檢測上述氣體的相對濕度，加熱上述濕度換能器的至少一個部分，并檢測上述濕度換能器的溫度，以及根據(jù)加熱上述的換能器的能量、上述換能器的溫度、與/或相對濕度， 計(jì)算對上述氣體的絕對濕度的一個估計(jì)，以及把上述的濕度換能器加熱到一個巴斯德消毒法溫度，該巴斯德消毒法溫度適用于殺死任何出現(xiàn)在上述濕度換能器上的病原菌。
在第六種情況中，本發(fā)明包括一種用于檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟使用一個濕度傳感器，檢測上述氣體的相對濕度，把上述濕度傳感器的至少一個部分加熱到一個運(yùn)行溫度，根據(jù)上述的傳感器的上述的相對濕度、與/或溫度中的至少一個， 計(jì)算對上述的氣流的絕對濕度的一個估計(jì)，存儲關(guān)于一個時間周期上的上述絕對濕度的信息，根據(jù)上述的相對濕度、上述的溫度、與/或加熱上述的換能器所需的能量中的至少一個，估計(jì)上述的氣流的流速，存儲關(guān)于上述時間周期上的上述氣體的上述的流速的信息，以及在上述時間周期的一段時間內(nèi)為上述的氣流計(jì)算一個校正的絕對濕度值，該計(jì)算是基于上述的一段時間內(nèi)關(guān)于上述的氣體的流速的上述的信息，這些信息與上述時間周期上的上述氣體的流速的信息以及上述的關(guān)于絕對濕度的信息相關(guān)聯(lián)。
在第七種情況中，本發(fā)明包括一種用于檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟使用一個濕度傳感器，檢測上述氣體的相對濕度，把上述濕度傳感器的至少一個部分加熱到一個運(yùn)行溫度，根據(jù)上述的相對濕度、上述的溫度、與/或加熱上述的傳感器所需的能量中的至少一個，計(jì)算對上述氣流的絕對濕度一個估計(jì)，根據(jù)上述的相對濕度、上述的溫度、與/或加熱上述的傳感器所需的能量中的至少一個，檢測該裝置是否正常運(yùn)作，在第八種情況中，本發(fā)明包括一種用于檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟按所希望的壓力提供氣流，增濕上述的氣流，通過一個導(dǎo)管的上述的內(nèi)部傳送上述的氣流，并在上述的內(nèi)側(cè)提供一個探出物，把一個濕度傳感器放置在上述的探出物之下，因而，上述的探出物可基本上防止任何液體水沿上述的內(nèi)側(cè)流向上述的濕度傳感器，以及根據(jù)至少來自上述濕度傳感器的輸出，提供對上述氣流的絕對濕度的一個估計(jì)。
那些熟悉本發(fā)明所涉及的技術(shù)的人將會領(lǐng)悟到在不背離本發(fā)明的范圍(如所附權(quán)利書中所定義的)的情況下，可以在結(jié)構(gòu)上對本發(fā)明的實(shí)施例和應(yīng)用進(jìn)行多方面的修改，并可生成本發(fā)明的多種不同的實(shí)施例。此處所給出和所描述的是純說明性的，將不受任何特定情況的限制。
本發(fā)明包含先前的描述以及以下所給出的例子的結(jié)構(gòu)。
附圖的簡要描述現(xiàn)在，將參照附圖對本發(fā)明的一個推薦的形式進(jìn)行描述，在這些附圖中圖1是正在使用中的符合本發(fā)明的推薦的實(shí)施例的導(dǎo)管的一個剖面圖，圖2是符合本發(fā)明的推薦的實(shí)施例的濕度傳感器的一個近側(cè)面圖，圖3是符合本發(fā)明的推薦的實(shí)施例的一種用于把增濕的氣體提供給病人的系統(tǒng)的示意圖，以及圖4是符合本發(fā)明的推薦的控制系統(tǒng)的一個結(jié)構(gòu)圖。
優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明涉及一種濕度傳感器，這種濕度傳感器的設(shè)計(jì)旨在1.能夠在高露點(diǎn)狀態(tài)下運(yùn)行，其中相對濕度可以很高，而且可以出現(xiàn)液態(tài)水。
2.能夠檢測傳感器的錯誤讀出或所出現(xiàn)的故障。
3.具有良好的性能、結(jié)實(shí)耐用、并且具有消毒能力。
4.當(dāng)氣流周期性地迅速變化時，通過正確地把從濕度傳感器所讀出的值與氣流波形的信息結(jié)合起來，能夠檢測瞬時絕對濕度波形的關(guān)鍵參數(shù)。
在先有技術(shù)中，聚合物吸收傳感器是人們所熟悉的，它由兩個部分組成一個能滲透水蒸汽的聚合物陣列，以及一組電檢測電極。被吸收到聚合物陣列中的水蒸汽的數(shù)量由與聚合物陣列密切接觸的氣體的相對濕度所決定。電極允許對與聚合物陣列中水蒸汽的數(shù)量相關(guān)的電氣特性進(jìn)行測量。通常，需對電極的電容加以測量，因?yàn)榫酆衔镪嚵械慕殡姵?shù)隨含水量而變化。也可以對電阻和電感進(jìn)行測量。
如所描述的，本發(fā)明包括一個相對濕度傳感器1(以與一個加熱器2密切熱傳導(dǎo)的方式加以安裝)以及一個獨(dú)立的溫度傳感器3形成傳感器組合件11。測量電路4連接于濕度傳感器1，并按相對濕度5給出一個輸出。一個可調(diào)整的電源供給裝置6連接于加熱器2。測量電路7連接于溫度傳感器3，以在其輸出端給出一個溫度信號8?？刂葡到y(tǒng)9取出溫度信號8，并生成一個控制信號10，以致于溫度信號8在所希望的溫度上保持不變。在該方式中，把組合件11的所有元件保持在一個恒定的溫度上。較佳的做法是令一個相對濕度傳感器1為聚合物吸收型。較佳的做法是令檢測機(jī)制使用電極12測量聚合物陣列13的電容，但也可以使用的電阻或電感對聚合物陣列進(jìn)行測量。
如果相對濕度和溫度都是已知的，則可計(jì)算氣體的絕對濕度，該計(jì)算基于人們所熟悉物理原理。由于其運(yùn)行方式，聚合物傳感器按聚合物陣列13的溫度測量被測氣體的相對濕度。因此，可以根據(jù)傳感器1所測量到的相對濕度和溫度傳感器3所測量的傳感器1的溫度，計(jì)算氣體的絕對濕度。
如果通過把熱量施加于加熱器2來加熱聚合物陣列，那么所測量的相對濕度將降低，但所計(jì)算的絕對濕度將維持不變，因?yàn)闅怏w的絕對濕度沒有改變。盡管我們?nèi)詮膫鞲衅鞯玫较嗤慕^對濕度讀數(shù)，但存在著來自加熱傳感器的許多優(yōu)點(diǎn)。首先，可以防止在傳感器上形成冷凝物。其次，我們可以測量具有周圍環(huán)境溫度之上的一個露點(diǎn)的氣體的濕度。第三，通過把傳感器保持在一個很高的溫度上，我們可以在低相對濕度區(qū)域中運(yùn)行它，其中，大多數(shù)傳感器更精確和更線性化。
可把這樣的一個傳感器用于測量任何氣體的絕對濕度。但較佳的做法是，把這種傳感器用于測量醫(yī)用氣體。較佳的做法是，令醫(yī)用氣體也是呼吸氣體，例如在一個病人的呼吸回路中所發(fā)現(xiàn)的?？梢允褂靡粋€呼吸回路把一個病人連接于一個流動的氣源或一個呼吸器。
較佳的做法是，在被測氣體的溫度之上加熱傳感器，但也可以把它加熱到任何所希望的溫度。較佳的做法是，令溫度傳感器3和加熱器2是獨(dú)立的部件，并把這兩個部件作為由組合件11的一部分熱連接。序號為4,143,177和5,777,206的美國專利都描述了把溫度檢測和加熱功能組合在一個單一部件中的系統(tǒng)。
由于當(dāng)加熱器關(guān)閉時，將會存在組合件11處于一種包含液體水的環(huán)境中的時刻，因此，濕度傳感器1是一個防水傳感器將是至關(guān)重要的。這樣的傳感器僅在最近才成為可能。這樣的一個傳感器可從液體水的接觸中迅速恢復(fù)過來，這種傳感器將不會對濕度的測定產(chǎn)生長久的影響。
如所描述的，可以以多種不同的方式安裝傳感器。在第一個實(shí)施例中，可把一個探針110插入一個管109的一個孔18中，以測量氣體內(nèi)14的濕度，如圖1中所示。一種可選的配置是，把一個傳感器永久性地安裝一個管中。使用任何一種配置，都可按所希望的把檢測元件朝向管子中的一個特定方向加以放置。例如，一個水平朝向的檢測元件1將導(dǎo)致組合件11上的液體水從探針上流下來，而不是流到檢測元件上。為了允許軟管中的一個探針型傳感器的正向位置，可以使用一個鍵15和鍵槽16，如圖1中所示。
存在著另外一種防止液體水流到濕度探針因而影響濕度讀數(shù)的方法。例如，考慮圖3中所示的裝置。圖3描述了一種用于把增濕的氣體傳送給病人100的一個呼吸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個氣體供給裝置102、一個增濕器104、一個把氣體供給裝置102連接于增濕器104的導(dǎo)管106、以及一個把增濕器104連接于病人100的導(dǎo)管108。在圖3所示的配置中可以看到從增濕器104傳送空氣流的一個導(dǎo)管108在緊鄰增濕器104的一段109上大體上是垂直的。在本發(fā)明所推薦的該實(shí)施例中，一個濕度傳感器110將放置在該垂直的段109上。在該方式中，任何將在該垂直段109冷凝的液體很可能將沿導(dǎo)管108側(cè)壁流動，然后，其中的某些將最終流到濕度傳感器110上。為了防止該現(xiàn)象的發(fā)生，可使用位于濕度傳感器110之上的導(dǎo)管108中的一個探出的唇狀物112改變液體水的流動方向，使液體水圍繞檢測組合件流動。
在一個醫(yī)用環(huán)境中，重要的是能夠消毒濕度傳感器。傳統(tǒng)的方法，例如用高壓鍋消毒，對于濕度傳感器來說是非常粗糙的。較佳的做法是，令組合件11使用136℃的蒸汽以在高壓鍋中消毒時能夠保持完好。其它一些常用的消毒探針的方法是把探針浸泡在消毒劑中，較佳的做法是，令組合件11經(jīng)過該處理后仍保持完好。
消毒熱濕度傳感器的另一種方法是，在通常的病原菌(細(xì)菌和病毒)的巴斯德消毒法溫度之上加熱熱濕度傳感器。最頑固的細(xì)菌軍團(tuán)菌可以在60℃的溫度下被殺死。
在病人之間防止由組合件11導(dǎo)致的交叉感染的另一個不太稱心的方法是，用一個可滲透蒸汽的薄膜包住組合件11。其中，薄膜將不允許病原菌穿過。對于一個濕度傳感器探針來說，半滲透的薄膜可以是一個放置在探針之上并附接于探針的罩子，或也可以把該罩子附接于放置濕度探針的軟管上的孔上。
減少可能的交叉感染的又一種方法是，使用殺菌的合成樹脂構(gòu)造傳感器組合裝置。
當(dāng)把一個濕度傳感器用作一個濕度控制系統(tǒng)的一部分時，重要的是能夠檢測濕度傳感器是否能夠正常運(yùn)作。如果把濕度傳感器用于控制一個醫(yī)用增濕器，該點(diǎn)是特別重要的，因?yàn)檫^高水平的絕對濕度可能導(dǎo)致病人的灼傷，而且不夠的絕對濕度水平還可能導(dǎo)致身體組織的脫水。
檢測所描述的檢測組合件是否給出了不正確的讀數(shù)，有多種方法。一種是去除或減少提供給加熱器2的能量，以降低組合件11的溫度。當(dāng)相對濕度達(dá)到100％時，我們應(yīng)已達(dá)到氣體的露點(diǎn)溫度，使用溫度傳感器3可以測量出該濕度。如果相應(yīng)于該露點(diǎn)的絕對濕度明顯不同于由正常運(yùn)行中的傳感器所測量的絕對濕度，那么肯定是傳感器出現(xiàn)了故障。
如果水覆蓋了一個傳感器1的表面，那么傳感器所讀出的將是100％的相對濕度值。如果所測量的是100％的相對濕度，那么可增加提供于加熱器2的熱量，以至于組合件11的溫度能夠得以增高。如果在傳感器已被加熱到一個足夠高的溫度之后相對濕度讀數(shù)保持在100％，那么可斷定傳感器出現(xiàn)了故障(或覆蓋在水中)。
如果發(fā)現(xiàn)傳感器出現(xiàn)了故障，那么可中斷提供給加熱器2的能量，而且可把溫度傳感器3用于估計(jì)氣體的露點(diǎn)?？梢园堰@轉(zhuǎn)換成一個假設(shè)100％相對濕度的絕對濕度。真正的絕對濕度將剛好等于或小于所估計(jì)的絕對濕度，因此該方法提供了防止病人灼傷的濕度控制的一個上限。
當(dāng)把一個醫(yī)用增濕器與一個呼吸器一起使用時，流速和氣體14的絕對濕度可周期性地迅速改變。這些變化的發(fā)生通?？煊跐穸葌鞲衅?的響應(yīng)時間，這給出了圍繞它的濕度的一個″時間平均值″。但在這些情況中，在氣流周期的吸氣部分期間，人們通常希望知道某些參數(shù)，例如，濕度的峰度或平均濕度。
如果通過瞬時氣流測量或通過其它的氣流參數(shù)信息知道了關(guān)于流速的某些參數(shù)，那么正確地把這些信息與從濕度傳感器讀出的讀數(shù)結(jié)合在一起是可能的。這允許對某些關(guān)鍵的濕度參數(shù)(例如，在氣流周期的吸氣部分期間的平均絕對濕度)進(jìn)行估計(jì)。所需要的算法可以使用一個方程估計(jì)所需參數(shù)的值，或使用一個查找表。
可以使用一個流速傳感器直接測量氣流，例如通過測量一個被加熱物體的熱損耗。熱濕度傳感器，如所描述的，是這樣的一個被加熱的物體，需要把傳感器組合件保持在一個特定溫度上所需的能量將給出對氣體流速的一個指示。也可以使用一個獨(dú)立的氣流傳感器，或從呼吸器電氣地獲得這些信息。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測氣體的絕對濕度的濕度檢測裝置，包括濕度換能器，該濕度換能器提供一個第一信號，該第一信號指示上述氣體的相對濕度，加熱裝置，該加熱裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并適用于根據(jù)所提供給它的激發(fā)能量加熱上述濕度換能器的至少一部分，溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并提供一個第二信號，該第二信號指示上述的濕度換能器的溫度，以及控制裝置，該控制裝置適用于把上述的第一激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個運(yùn)行溫度，并接收上述的第一信號和上述的第二信號，以及計(jì)算對基于其上的氣體的絕對濕度的一個估計(jì)，其中，在該裝置的運(yùn)行期間的某一點(diǎn)，上述的控制裝置適用于把上述的第二激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個巴斯德消毒法溫度，該加熱滅菌溫度適用于基本上殺死出現(xiàn)在上述濕度換能器上的任何常見的病原菌。
2.如權(quán)利要求1所述的濕度檢測裝置，其中，上述的巴斯德消毒法溫度在60℃以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濕度檢測裝置，其中，上述的運(yùn)行溫度在上述的氣體的溫度之上。
4.一種用于檢測氣流的絕對濕度的濕度檢測裝置，包括濕度換能器，該濕度換能器用于提供一個第一信號，該第一信號指示上述的氣流的相對濕度，加熱裝置，該加熱裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并適用于根據(jù)所提供給它的激發(fā)能量而加熱上述濕度換能器的至少一部分。溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并提供一個第二信號，該第二信號指示上述的濕度換能器的溫度，以及控制裝置，該控制裝置擁有存儲裝置，并適用于執(zhí)行存儲在該存儲裝置中的指令，這些指令包括下列步驟(i)把上述的第一激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個運(yùn)行溫度；(ii)接收上述的第一信號和上述的第二信號；(iii)根據(jù)上述的第一信號與/或上述的第二信號中的至少一個，計(jì)算對上述的氣流的絕對濕度的一個估計(jì)；(iv)存儲關(guān)于一個時間周期上的上述絕對濕度的信息；(v)根據(jù)上述的第一信號、上述的第二信號、與/或提供于上述加熱裝置的激發(fā)能量中的至少一個，估計(jì)上述的氣流的流速；(vi)把關(guān)于上述時間周期上的上述氣體的流速的信息存儲在上述的存儲裝置中；以及(vii)在上述時間周期的一段時間內(nèi)為上述的氣流計(jì)算一個校正的絕對濕度值，該計(jì)算將基于上述的一段時間內(nèi)關(guān)于上述的氣體的流速的上述的信息，這些信息與上述時間周期上的上述氣體的流速的信息以及上述的關(guān)于絕對濕度的信息相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的濕度檢測裝置，其中，上述的時間周期至少與一個接收使用上述氣流的呼吸療法的病人的一個呼吸周期相關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的濕度檢測裝置，其中，上述的時間周期的一段時間至少與上述的病人的吸氣周期的吸氣階段相關(guān)聯(lián)。
7.如權(quán)利要求4～6中任一個所述的濕度檢測裝置，其中，上述的濕度檢測裝置還包括一個流速傳感器，該流速傳感器提供一個第三信號，該第三信號指示上述氣流的流速，以及步驟(v)代之以包括根據(jù)該第三信號確定上述的氣流的流速。
8.一種用于檢測氣流的絕對濕度的濕度檢測裝置，包括濕度換能器，該濕度換能器用于提供一個第一信號，該第一信號指示上述氣流的相對濕度，加熱裝置，該加熱裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并適用于根據(jù)所提供給它的激發(fā)能量而加熱上述濕度換能器的至少一部分，溫度檢測裝置，該溫度檢測裝置與上述的濕度換能器相關(guān)聯(lián)或與上述的濕度換能器牢固地?zé)醾鲗?dǎo)，并提供一個第二信號，該第二信號指示上述的濕度換能器的溫度，以及控制裝置，該控制裝置適用于把上述的第一激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個運(yùn)行溫度，并接收上述的第一信號和上述的第二信號，以及計(jì)算對基于其上的氣體的絕對濕度的一個估計(jì)，其中，在該裝置的運(yùn)行期間的某一點(diǎn)，上述的控制裝置適用于根據(jù)上述的第一信號、上述的第二信號、與/或提供于上述加熱裝置的激發(fā)能量中的至少一個，判斷該裝置是否正確運(yùn)行。
9.如權(quán)利要求8所述的濕度檢測裝置，其中，該裝置的正確運(yùn)行至少涉及在預(yù)確定的限度內(nèi)對上述氣體的絕對濕度的估計(jì)是否精確。
10.如權(quán)利要求8或9所述的濕度檢測裝置，其中，至少在一個方面，通過檢測在上述的濕度換能器上的液體水的出現(xiàn)，對上述的絕對濕度的精度加以監(jiān)視。
11.如權(quán)利要求8～10中的任何一個權(quán)利要求所要求的一個濕度檢測裝置，其中，上述的對液體水的檢測包括下列步驟a)在正常運(yùn)行期間存儲絕對濕度值；b)把上述的第三激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到上述氣體的露點(diǎn)(在該點(diǎn)相對濕度剛剛達(dá)到100％)；c)把在露點(diǎn)的絕對濕度讀數(shù)與在正常運(yùn)行期間的絕對濕度(在步驟(a)中所存儲的)讀數(shù)加以比較，如果存在著顯著的差別，則提供一個指示運(yùn)行不正確或出現(xiàn)故障的第四信號。
12.如權(quán)利要求8～10中的任何一個權(quán)利要求所要求的一個濕度檢測裝置，其中，上述的對液體水的檢測包括下列步驟a)判斷上述的第一信號是否指示100％的相對濕度，b)把上述的第四激發(fā)能量提供給上述的加熱裝置，以把上述的濕度換能器加熱到一個明顯較高的溫度；c)如果相對濕度沒有從100％降下來，則提供一個指示運(yùn)行不正確或出現(xiàn)故障的第四信號。
13.如權(quán)利要求11或12所述的濕度檢測裝置，其中，如果上述的第四信號指示運(yùn)行不正確或出現(xiàn)故障，則控制裝置把第五激發(fā)能量提供于上述的加熱裝置，以加熱上述的濕度換能器，從而可基本上蒸發(fā)掉那里液體水。
14.如權(quán)利要求11或12所述的濕度檢測裝置，其中，如果上述的第四信號指示運(yùn)行不正確或出現(xiàn)故障，則上述的控制裝置中斷提供給上述加熱裝置的激發(fā)能量，并使用上述的第二信號估計(jì)上述氣流的絕對濕度的上限。
15.一種用于把氣流提供給一個病人的氣體傳送裝置，包括氣體供應(yīng)裝置，該氣體供應(yīng)裝置適用于按所希望的壓力提供氣流，增濕裝置，該增濕裝置擁有一個進(jìn)氣口和一個出氣口，該進(jìn)氣口適用于以液體形式與上述的氣體供應(yīng)裝置進(jìn)行流體交換，因而，當(dāng)上述的氣流穿過上述的增濕裝置時，上述的增濕裝置可提供水蒸汽以增濕上述的氣流，導(dǎo)管，該導(dǎo)管適用于連接到上述的出氣口，并從那里接收上述的氣流，該導(dǎo)管包括一個內(nèi)側(cè)和一個外側(cè)，該導(dǎo)管通過該內(nèi)側(cè)傳送上述的氣流，并包括一個位于該內(nèi)側(cè)的探出物，以及濕度檢測裝置，該濕度檢測裝置適用于放置在上述內(nèi)側(cè)，提供對上述氣流的絕對濕度的一個估計(jì)，在使用中，上述的濕度檢測裝置并置在上述的探出物之下，因而上述的探出物可基本上防止任何液體沿上述的導(dǎo)管流到上述的濕度檢測裝置上。
16.如權(quán)利要求15所述的氣體傳送裝置，其中，上述的氣體導(dǎo)管擁有一個孔隙，該孔隙擁有一個鍵槽，上述的檢測裝置包括一個濕度換能器，該濕度換能器設(shè)置在一個傳感器機(jī)殼中，該傳感器機(jī)殼適用于與上述的孔隙相嚙合，并在上述的孔隙中擁有一個與上述的鍵槽相嚙合的鍵，以至于上述的機(jī)殼僅能夠沿一個單一的方向安裝在上述的孔隙中。
17.如權(quán)利要求15所述的氣體傳送裝置，其中，上述的濕度檢測裝置永久性地封裝在上述的導(dǎo)管中。
18.一個檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟使用一個濕度換能器檢測上述氣體的相對濕度，加熱上述的濕度換能器的至少一個部分，并檢測上述濕度換能器的溫度，以及根據(jù)用于加熱上述換能器的能量、上述換能器的溫度、與/或相對濕度，計(jì)算對上述氣體的絕對濕度的一個估計(jì)，以及把上述的濕度換能器加熱到一個巴斯德消毒法溫度，該巴斯德消毒法溫度適用于基本上殺死出現(xiàn)在上述濕度換能器上的任何病原菌。
19.一個檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟使用一個濕度傳感器檢測上述氣體的相對濕度，把上述濕度傳感器的至少一個部分加熱到一個運(yùn)行溫度，根據(jù)上述的相對濕度與/或傳感器的溫度中的至少一個，計(jì)算對上述的氣流的絕對濕度的一個估計(jì)，存儲關(guān)于一個時間周期上的上述的絕對濕度的信息，根據(jù)上述的相對濕度、上述的溫度、與/或加熱上述換能器所需的能量中的至少一個，估計(jì)對上述氣流的流速，存儲關(guān)于上述的時間周期上的上述的氣體的流速信息，在上述時間周期的一段時間內(nèi)為上述的氣流計(jì)算一個校正的絕對濕度值，該計(jì)算將基于上述的一段時間內(nèi)關(guān)于上述的氣體的流速的信息，而這些信息與上述時間周期上的上述氣體的流速的信息以及上述的關(guān)于上述的絕對濕度的信息相關(guān)聯(lián)。
20.一種檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟使用一個濕度傳感器檢測上述氣體的相對濕度，把上述的濕度傳感器的至少一個部分加熱到一個運(yùn)行溫度，根據(jù)上述的相對濕度、上述的溫度、以及加熱上述傳感器所需的能量中的至少一個，計(jì)算對上述氣流的絕對濕度的一個估計(jì)，并根據(jù)上述的相對濕度、上述的溫度、與/或加熱上述的傳感器所需的能量中的至少一個，檢測該裝置是否運(yùn)行正確。
21.一種檢測氣體的絕對濕度的方法，包括下列步驟按所希望的壓力提供氣流，加濕所述的氣流，通過一個導(dǎo)管的上述的內(nèi)部傳送上述的氣流，并在上述的內(nèi)部中提供一個探出物，把一個濕度傳感器放置在上述的探出物之下，因而上述的探出物能夠基本上防止任何液體水沿上述的內(nèi)側(cè)流向上述的濕度傳感器，以及至少根據(jù)來自上述的濕度傳感器的輸出，提供對上述的氣流的絕對濕度的一個估計(jì)。
22.一種在此參照至少一個附圖并由該
的、用于檢測氣體的絕對濕度的濕度檢測裝置。
23.一種在此參照至少一個附圖并由該
的、用于向病人提供氣流的氣體傳送裝置。
24.一種在此描述的、用于檢測氣體的絕對濕度的方法。
全文摘要
用于檢測氣體絕對濕度的方法和裝置,對氣體的相對濕度加以測量、對濕度換能器進(jìn)行加熱、對最終溫度加以測量以及對絕對濕度加以計(jì)算(根據(jù)加熱換能器的能量、換能器的溫度以及相對濕度)?？砂褲穸葥Q能器加熱到巴斯德消毒法溫度,以更好地殺死濕度換能器上的任何常見的病原菌?？梢詫α魉偌右耘袛?以估計(jì)濕度的一個更瞬時的值?？梢詫鞲衅鞯倪\(yùn)行連續(xù)地加以監(jiān)視,以使其正確地運(yùn)行。另外公開各種用于提高運(yùn)行效率的結(jié)構(gòu)。
文檔編號A61M16/10GK1350177SQ01136489
公開日2002年5月22日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者保羅·約翰·西肯斯, 馬爾科姆·戴維·史密斯, 考莫里·巴桑奇卡·阿貝辛赫 申請人:菲舍爾和佩克爾保健有限公司