НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЛИТА В СБОРЕ В СИСТЕМАХ УВЛАЖНИТЕЛЯ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A61M13/00 A61M16/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к системам дыхательного и/или хирургического увлажнителя, а также к дыхательным системам или системам вспомогательного дыхания для газов, предназначенных для подачи пациенту или пользователю.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Дыхательные аппараты используются в различных средах, таких как больницы, медицинские учреждения, учреждения интернатного типа, при паллиативной помощи или в домашних условиях. Для ряда дыхательных применений полезно увлажнять газы, подаваемые пациенту или пользователю. К таким применениям относятся случаи, когда газы предназначены для вдыхания пациентом или пользователем и/или когда газ подается пациенту или пользователю во время хирургической операции.

[0003] В случае вдыхания газов в неинвазивном режиме, когда вдыхаемый газ проходит через верхние дыхательные пути, например, когда газ доставляется пациенту или пользователю через лицевую или носовую маску, влажность увеличивает комфорт пациента или пользователя, улучшает толерантность пациента или пользователя к неинвазивной вентиляции (NIV), и увлажненные газы менее склонны к высушиванию тканей (например, слизистой оболочки носа) дыхательных путей пациента или пользователя. В случае хирургических газов или инвазивного режима, когда газы, доставляемые пациенту, обходят верхние дыхательные пути, увлажнение газов, как было установлено, улучшает комфорт пациента и обеспечивает физиологические преимущества, такие как улучшенный перенос слизи, что может быть необходимо для безопасности пациента или пользователя, например, для предотвращения обструкции дыхательных путей из-за уплотнения секрета дыхательных путей, нарушения эпителия дыхательных путей, и/или для улучшения послеоперационных результатов. В случае терапии с интенсивным потоком увлажненные газы подаются пациенту или пользователю интенсивными потоками через негерметичный интерфейс. Пациент или пользователь может дышать спонтанно или у него может отсутствовать дыхание, например под наркозом. Аппарат для поточной терапии с увлажнителем может использоваться для доставки газов с интенсивным потоком, и терапевтический аппарат может управлять такими характеристиками, как, например, поток газов, включая скорость потока, температура, давление, влажность, концентрация дополнительных газов и т. п. В случае терапии с использованием положительного давления в дыхательных путях (PAP) терапевтический аппарат PAP, который содержит вентилятор и увлажнитель, может использоваться для предоставления пользователю терапии давлением, например, терапии положительным постоянным давлением в дыхательных путях (CPAP).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В системе дыхательного или хирургического увлажнителя, содержащей камеру увлажнителя для увлажнения газов для подачи пациенту или пользователю, важно, чтобы поддерживался определенный минимальный уровень воды с целью обеспечения для системы увлажнителя возможности подачи водяного пара в поток газов, чтобы увлажнять газы. Соответственно, медицинскому работнику, вводящему увлажненные газы пациенту или пользователю, или самим пациентам или пользователям в случае домашнего применения, важно проверять уровень воды и при необходимости добавлять больше воды в камеру увлажнителя. Эта задача может быть упущена из виду, что может представлять опасность для пациента или пользователя из-за длительного воздействия на дыхательные пути сухих газов, вызывать дискомфорт у пациентов или пользователей и/или приводить к перерыву в работе увлажнения газов, или, в некоторых случаях к повреждению системы дыхательного увлажнителя. Недостаток воды и сухость камеры, например, из-за того, что в камере отсутствует вода, также ухудшают терапию, поскольку объем обеспечиваемого увлажнения уменьшается.

[0005] Некоторые системы дыхательного увлажнителя могут обнаруживать состояние отсутствия воды и/или выдавать предупреждения об отсутствии воды на основании определения теплопроводности камеры увлажнителя. Эти системы могут требовать входных сигналов с датчиков потока и/или температуры в различных местах устройства, например, в нагревательной плите камеры увлажнителя, на выходе из камеры увлажнителя и/или на находящемся на стороне пациента или пользователя конце дыхательного контура. В результате такие функции обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом не могут быть реализованы в системах дыхательного увлажнителя, которые не включают в себя все эти датчики потока и/или температуры.

[0006] В настоящем изобретении предоставлены примеры систем дыхательного или хирургического увлажнителя, которые могут обнаруживать состояние отсутствия воды и/или выводить предупреждения об отсутствии воды в камере увлажнителя при наличии входных сигналов с минимального количества датчиков, например, всего лишь одного датчика температуры на нагревательной плите или возле нее. Эти способы обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом, таким образом, могут быть реализованы в большем количестве типов систем увлажнения или других устройствах искусственного дыхания, которые могут содержать увлажнитель, например, в системах с интенсивным потоком и/или системах CPAP. Раскрытые в данном документе способы обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом могут быть основаны на определении удельной теплоемкости камеры увлажнителя (в том числе ее содержимого, такого как вода), путем применения добавочного подаваемого колебательного сигнала мощности (который также может упоминаться в настоящем описании как добавочный сигнал или характеристический сигнал снабжения энергией) и определения амплитуды и/или фазы сигнала температуры нагревательной плиты и/или показания температуры из сигнала температуры на нагревательной плите или возле нее, отфильтрованных на заданной частоте. Применение добавочного сигнала может быть выполнено путем подачи добавочного сигнала в качестве сигнала на нагревательную плиту (например, во время режима ожидания) или введения добавочного сигнала в сигнал управления нагревательной плитой (например, путем суммирования, модуляции, чередования, циклического переключения или использования любой другой схемы для отправки двух сигналов по одной и той же линии передачи, сигнала управления нагревательной плитой с добавочным сигналом). Этот добавочный колебательный сигнал может быть наложен на обычный сигнал управления нагревательной плитой, такой как нормальный сигнал мощности работающей нагревательной плиты, без смещения нормального управления. Добавочный колебательный сигнал может быть периодическим или циклическим и/или иметь нулевое среднее значение. Колебательный сигнал может обеспечивать отсутствие смещения нормального управления. Частота добавочного сигнала может быть предварительно определенной частотой. Частота может быть выбрана из соображений отделения в частотной области от откликов на нормальные сигналы управления. Выбранная частота может помочь избежать взаимных помех с нормальными сигналами управления нагревательной плиты. В одном примере частота добавочного сигнала может быть выше (например, по меньшей мере в 1,5 раза или кратна другим значениям, раскрытым в данном документе), чем у обычного (например, при нормальной работе в целях нагрева камеры увлажнения, расположенной на нагревательной плите) сигнала управления нагревательной плитой, который может выдавать рабочий цикл и/или подобное для нагрева нагревательной плиты.

[0007] В этом описании удельная теплоемкость камеры увлажнителя, если явно не указано иное, относится к удельной теплоемкости камеры увлажнителя, имеющей содержимое, такое как вода.

[0008] В дополнение к потребности в меньшем количестве датчиков, раскрытые в данном документе способы обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом также могут иметь любое из следующих преимуществ и/или других преимуществ. Например, раскрытые в данном документе системы обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом основаны на принципе удельной теплоемкости и по своей сути связаны с объемом воды, что позволяет системе быть независимой от скорости потока газов. Независимость от скорости потока может позволить использовать способам обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом быть более подходящими для неинвазивной терапии со слабым потоком (например, для потока неинвазивной педиатрической терапии менее 10 л/мин) или для инвазивной терапии с чрезвычайно слабым потоком (например, инвазивной терапии новорожденных при менее приблизительно 5 л/мин), чем способы обнаружения, которые зависят от скорости потока. Независимость от скорости потока также может позволить способам обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом быть невосприимчивыми к ошибкам датчиков потока или избегать необходимости делать предположения о состоянии скорости потока в системе. Использование удельной теплоемкости в качестве параметра для определения отсутствия воды также является преимуществом, поскольку описанные в данном документе способы определения отсутствия воды/предупреждения об этом могут работать на различных отличающихся платформах и/или для различных отличающихся типов камер. Описанная методология отсутствия воды является более гибкой и универсальной. Кроме того, раскрытый в настоящее время способ обнаружения отсутствия воды может определять состояние отсутствия воды (состояние отсутствия воды или по существу отсутствия воды), когда отсутствует поток газов через увлажнитель, например, во время сценария ожидания.

[0009] Раскрытые в данном документе способы обнаружения отсутствия воды и/или предупреждения об этом также могут быть независимыми или инвариантными относительно доставки влажности. В результате способы, раскрытые в данном документе, могут быть более подходящими для доставки газов в сценариях, приводящих к более низкому образованию влажности, например, при неинвазивной терапии с использованием источников потока с захватом воздуха в помещении и/или с приводом от турбины. В этих случаях могут иметь место условия с более высокой поступающей влажностью (например, более приблизительно 10 мг/л), более высокой температурой поступающего газа (например, более приблизительно 30 градусов Цельсия) и/или более высокой температурой окружающей среды (например, более приблизительно 25 градусов Цельсия), что может привести к снижению требований к добавлению влажности и отрицательно повлиять на способы обнаружения отсутствия воды предыдущего уровня техники. Подобные способы отсутствия воды, раскрытые в данном документе, также могут использоваться в режиме с интенсивным потоком или любом другом режиме работы.

[0010] В настоящем изобретении также предоставлены усовершенствованные конструкции нагревательной плиты, которые улучшают тепловую связь нагревательной плиты и могут снизить неэффективность теплопередачи благодаря смоделированным компонентам R и C нагревательной плиты. Усовершенствованная нагревательная плита в сборе, в частности включение упругого электрического изолятора, позволяет использовать меньший добавочный сигнал для обнаружения отсутствия воды, который возвращает сигнал обратной связи с увеличенной амплитудой так, что сигнал обратной связи имеет улучшенное отношение сигнал-шум. Упругий электрический изолятор может быть гибким и/или податливым, как описано ниже. Податливый материал может относиться к способности материала быть мягким, сжимаемым и/или способным соответствовать форме поверхности. Например, податливый материал может быть способен замещать воздушные зазоры между поверхностями других материалов, между которыми может быть зажат податливый материал. В этом описании изоляционный материал может относиться к электроизоляционному материалу, который может также быть и теплопроводным.

[0011] Устройство управления систем дыхательного увлажнителя, раскрытых в данном документе, может накладывать добавочный сигнал на сигнал управления нагревательной плитой, а не исключительно изменять входную мощность нагревательной плиты и ждать конкретных откликов нагревательной плиты и/или камеры увлажнителя во время события отсутствия воды. В некоторых примерных конфигурациях устройство управления может непрерывно подавать добавочный сигнал. Устройство управления может непрерывно и/или периодически подавать добавочный сигнал на нагревательную плиту. Устройство управления может измерять отклик на добавочный сигнал. Устройство управления может непрерывно и/или периодически дискретизировать отклик на добавочный сигнал. Поэтому процесс обнаружения и/или предупреждения не должен зависеть от сложных переходов состояний (таких как переход между состояниями слабого потока и/или интенсивного потока) и/или условий срабатывания. Описанные в данном документе процессы могут работать непрерывно, не влияя на нормальную работу по подаче питания на нагревательную плиту, и поэтому могут обеспечивать регулируемые время обнаружения и пороговые значения так, что можно выдавать предостережение до того, как в камере увлажнителя на самом деле закончится вода. Описанные в данном документе способы обнаружения отсутствия воды также являются преимущественными, поскольку способ не требует прерывания терапии, в том числе прерывания управления нагревательной плитой, приводящего к нагреванию или охлаждению нагревателя. Добавочный сигнал может иметь частоту, которая существенно отличается от нормальной рабочей частоты (то есть рабочей частоты управления нагревательной плитой), и иметь нулевое среднее значение, так что в систему не поступает нетто-энергия. Описанные в данном документе способы обнаружения отсутствия воды могут иметь минимальное отрицательное влияние или вовсе не оказывать отрицательного влияния на создание влажности или доставку увлажненных газов пациенту или пользователю.

[0012] Как будет более подробно описано ниже, способы обнаружения и/или предупреждения также могут быть устойчивыми к шуму, поскольку представляющий интерес сигнал естественным образом фильтруется до частоты добавочного сигнала, также называемой в данном документе применяемой частотой.

[0013] Описанные в данном документе способы обнаружения и/или предупреждения могут быть использованы в различных системах дыхательного и/или хирургического увлажнителя, таких как устройства CPAP, устройства терапии с интенсивным потоком, хирургические увлажнители, дыхательные увлажнители, CPAP для младенцев, NIV терапия с интенсивным потоком для младенцев и т. п.

[0014] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя может содержать верхнюю нагревающую плиту; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла; и приспособление двойной изоляции, выполненное с возможностью обеспечения электрической изоляции между нагревающей плитой и нагревательным элементом, это приспособление двойной изоляции содержит два изоляционных элемента, где первый изоляционный элемент из двух изоляционных элементов обладает первой гибкостью, а второй изоляционный элемент из двух изоляционных элементов обладает второй гибкостью, отличной от первой гибкости.

[0015] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть с возможностью разъединения соединена вместе посредством одного или нескольких крепежных элементов.

[0016] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и приспособление двойной изоляции.

[0017] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

[0018] В некоторых конфигурациях блок для установки датчиков может быть выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

[0019] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один датчик температуры может содержать терморезистор.

[0020] В некоторых конфигурациях защитный элемент может содержать блок тепловой защиты.

[0021] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать платформу для поддержки защитного элемента.

[0022] В некоторых конфигурациях защитный элемент может быть прикреплен к платформе винтами.

[0023] В некоторых конфигурациях платформа может выступать из остальной части нижней плиты.

[0024] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой, для улучшения изоляции защитного элемента от нагревательного элемента.

[0025] В некоторых конфигурациях нижняя плита может дополнительно содержать вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

[0026] В некоторых конфигурациях канавка может иметь L-образную форму.

[0027] В некоторых конфигурациях канавка может заканчиваться на периферии нагревательного элемента или возле нее.

[0028] В некоторых конфигурациях канавка может проходить радиально наружу за периферию приспособления двойной изоляции.

[0029] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать вырезанную ступеньку возле блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

[0030] В некоторых конфигурациях один изоляционный элемент приспособления двойной изоляции может быть более гибким или податливым, чем другой изоляционный элемент. В некоторых конфигурациях первый изоляционный элемент может быть более гибким, чем второй изоляционный элемент.

[0031] В некоторых конфигурациях один изоляционный элемент приспособления двойной электрической изоляции может содержать податливый изоляционный материал, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

[0032] В некоторых конфигурациях один изоляционный элемент приспособления двойной электрической изоляции может содержать гибкий изоляционный материал.

[0033] В некоторых конфигурациях первый изоляционный элемент может обладать первой мягкостью, а второй изоляционный элемент может обладать второй мягкостью так, что один из изоляционных элементов является более мягким, чем другой элемент.

[0034] В некоторых конфигурациях первый изоляционный элемент может содержать эластичный материал.

[0035] В некоторых конфигурациях один из изоляционных элементов может иметь твердость по шкале Шора 00 от 50 до 100.

[0036] В некоторых конфигурациях один из изоляционных элементов может иметь твердость 80 по шкале Шора 00.

[0037] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать по меньшей мере один негибкий изоляционный слой.

[0038] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один негибкий изоляционный слой может содержать слюду.

[0039] В некоторых конфигурациях узел в сборе может содержать слой податливого изоляционного материала.

[0040] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может дополнительно содержать дополнительный слой податливого изоляционного материала, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между компонентами нагревательной плиты в сборе.

[0041] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать два негибких изоляционных слоя.

[0042] В некоторых конфигурациях узел в сборе может содержать два слоя податливых изоляционных материалов.

[0043] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать два слоя податливых изоляционных материалов, выполненных с возможностью замещения воздушных зазоров между компонентами нагревательной плиты в сборе.

[0044] В некоторых конфигурациях податливый изоляционный материал может содержать теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

[0045] В некоторых конфигурациях податливый изоляционный материал может содержать силикон или кремнийорганическое соединение.

[0046] В некоторых конфигурациях податливый изоляционный материал может содержать подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

[0047] В некоторых конфигурациях податливый изоляционный материал может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

[0048] В некоторых конфигурациях податливый изоляционный материал может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

[0049] В некоторых конфигурациях податливый изоляционный материал может иметь теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м·К).

[0050] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя может содержать верхнюю нагревающую плиту; нижнюю плиту; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, этот нагревательный элемент ограничен верхней нагревающей плитой и нижней плитой; первый эластичный изоляционный материал между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом; и второй эластичный изоляционный материал между нижней плитой и нагревательным элементом; при этом первый и второй эластичные изоляционные материалы могут занимать воздушные зазоры между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом и между нижней частью и нагревательным элементом соответственно. Первый или второй изоляционный материал представляет собой электроизоляционный материал. В некоторых конфигурациях первый и второй эластичные электроизоляционные материалы могут замещать воздушные зазоры между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом и между нижней плитой и нагревательным элементом соответственно.

[0051] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть с возможностью разъединения соединена вместе посредством одного или нескольких крепежных элементов.

[0052] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и первый и второй эластичные изоляционные материалы.

[0053] В некоторых конфигурациях первый эластичный изоляционный материал и/или второй эластичный изоляционный материал могут иметь твердость по шкале Шора 00 от 50 до 100.

[0054] В некоторых конфигурациях первый эластичный изоляционный материал и/или второй эластичный изоляционный материал могут иметь твердость 80 по шкале Шора 00.

[0055] В некоторых конфигурациях узел в сборе может содержать приспособление двойной электрической изоляции, содержащее два изоляционных элемента.

[0056] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать два негибких электроизоляционных слоя.

[0057] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может дополнительно содержать негибкий электроизоляционный слой.

[0058] В некоторых конфигурациях негибкие электроизоляционные слои могут содержать слюду.

[0059] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать два слоя, которые отделены друг от друга.

[0060] В некоторых конфигурациях первый и второй эластичные электроизоляционные материалы могут содержать два слоя, которые отделены друг от друга.

[0061] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичный электроизоляционный материал может содержать теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

[0062] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичный электроизоляционный материал может содержать силикон или кремнийорганическое соединение.

[0063] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичный электроизоляционный материал может содержать подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

[0064] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичный электроизоляционный материал может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

[0065] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичный электроизоляционный материал может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

[0066] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичный электроизоляционный материал может иметь теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м·К).

[0067] В некоторых конфигурациях первый и/или второй эластичные электроизоляционные материалы могут содержать податливый материал, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между компонентами многослойной нагревательной плиты в сборе.

[0068] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать металл.

[0069] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать полость на нижней поверхности и верхнюю поверхность, открытую для контакта с основанием камеры увлажнителя дыхательного увлажнителя.

[0070] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

[0071] В некоторых конфигурациях блок для установки датчиков может быть выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

[0072] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один датчик температуры может содержать терморезистор.

[0073] В некоторых конфигурациях защитный элемент может содержать блок тепловой защиты.

[0074] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать платформу для поддержки защитного элемента.

[0075] В некоторых конфигурациях защитный элемент может быть прикреплен к платформе винтами.

[0076] В некоторых конфигурациях платформа может выступать из остальной части нижней плиты.

[0077] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой, для улучшения изоляции защитного элемента от нагревательного элемента.

[0078] В некоторых конфигурациях нижняя плита может дополнительно содержать вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

[0079] В некоторых конфигурациях канавка может иметь L-образную форму.

[0080] В некоторых конфигурациях канавка может заканчиваться на периферии нагревательного элемента или возле нее.

[0081] В некоторых конфигурациях канавка может проходить радиально наружу за периферию приспособления двойной изоляции.

[0082] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать вырезанную ступеньку возле блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

[0083] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя может содержать верхнюю нагревающую плиту; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, этот нагревательный элемент расположен под верхней нагревающей плитой; и слой теплового взаимодействия между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, причем слой теплового взаимодействия содержит податливый материал теплового взаимодействия, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

[0084] В некоторых конфигурациях слой теплового взаимодействия может быть выполнен с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом так, чтобы улучшать теплопроводность между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

[0085] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть с возможностью разъединения соединена вместе посредством одного или нескольких крепежных элементов.

[0086] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать нижнюю плиту, при этом нагревательный элемент ограничен верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

[0087] В некоторых конфигурациях слой теплового взаимодействия может иметь толщину, достаточную для обеспечения электрической изоляции.

[0088] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и слой теплового взаимодействия.

[0089] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

[0090] В некоторых конфигурациях блок для установки датчиков может быть выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

[0091] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один датчик температуры может содержать терморезистор.

[0092] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может дополнительно содержать защитный элемент, соединенный с нижней плитой.

[0093] В некоторых конфигурациях защитный элемент может содержать блок тепловой защиты.

[0094] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать платформу для поддержки защитного элемента.

[0095] В некоторых конфигурациях защитный элемент может быть прикреплен к платформе винтами.

[0096] В некоторых конфигурациях платформа может выступать из остальной части нижней плиты.

[0097] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой, для улучшения изоляции защитного элемента от нагревательного элемента.

[0098] В некоторых конфигурациях нижняя плита дополнительно может содержать вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

[0099] В некоторых конфигурациях канавка может иметь L-образную форму.

[0100] В некоторых конфигурациях канавка может заканчиваться на периферии нагревательного элемента или возле нее.

[0101] В некоторых конфигурациях канавка может проходить радиально наружу за периферию слоя теплового взаимодействия.

[0102] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать вырезанную ступеньку возле блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

[0103] В некоторых конфигурациях слой теплового взаимодействия может иметь твердость по шкале Шора 00 от 50 до 100.

[0104] В некоторых конфигурациях слой теплового взаимодействия может иметь твердость по шкале Шора 00 от 70 до 90.

[0105] В некоторых конфигурациях слой теплового взаимодействия может иметь твердость 80 по шкале Шора 00.

[0106] В некоторых конфигурациях материал теплового взаимодействия может быть электроизоляционным.

[0107] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может дополнительно содержать второй слой податливого изоляционного материала, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между компонентами многослойной нагревательной плиты в сборе.

[0108] В некоторых конфигурациях второй слой теплового взаимодействия может быть расположен между нагревательным элементом и нижней плитой.

[0109] В некоторых конфигурациях второй слой теплового взаимодействия может быть расположен между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

[0110] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой.

[0111] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой может быть расположен между податливым слоем теплового взаимодействия и нагревательным элементом.

[0112] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой между нагревательным элементом и нижней плитой.

[0113] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать два негибких электроизоляционных слоя между нагревательным элементом и нижней плитой.

[0114] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой может содержать слюду.

[0115] В некоторых конфигурациях второй слой теплового взаимодействия может быть электропроводящим.

[0116] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может содержать теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

[0117] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может содержать силикон или кремнийорганическое соединение.

[0118] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может содержать подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

[0119] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

[0120] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

[0121] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может иметь теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м·К).

[0122] В некоторых конфигурациях податливый материал теплового взаимодействия может быть эластичным.

[0123] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя может содержать верхнюю нагревающую плиту; нижнюю плиту; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, этот нагревательный элемент ограничен верхней нагревающей плитой и нижней плитой; податливый слой теплового взаимодействия между нижней плитой и верхней нагревающей плитой, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между нижней плитой и верхней нагревающей плитой.

[0124] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть с возможностью разъединения соединена вместе посредством одного или нескольких крепежных элементов.

[0125] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и приспособление двойной электрической изоляции.

[0126] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

[0127] В некоторых конфигурациях блок для установки датчиков может быть выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

[0128] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один датчик температуры может содержать терморезистор.

[0129] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может дополнительно содержать защитный элемент, соединенный с нижней плитой.

[0130] В некоторых конфигурациях защитный элемент может содержать блок тепловой защиты.

[0131] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать платформу для поддержки защитного элемента.

[0132] В некоторых конфигурациях защитный элемент может быть прикреплен к платформе винтами.

[0133] В некоторых конфигурациях платформа может выступать из остальной части нижней плиты.

[0134] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой, для улучшения изоляции защитного элемента от нагревательного элемента.

[0135] В некоторых конфигурациях нижняя плита дополнительно может содержать вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

[0136] В некоторых конфигурациях канавка может иметь L-образную форму.

[0137] В некоторых конфигурациях канавка может заканчиваться на периферии нагревательного элемента или возле нее.

[0138] В некоторых конфигурациях канавка может проходить радиально наружу за периферию податливого слоя теплового взаимодействия.

[0139] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать вырезанную ступеньку возле блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

[0140] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может быть выполнен с возможностью замещения воздушных зазоров между краем нижней плиты и верхней нагревающей плитой.

[0141] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может иметь твердость по шкале Шора 00 от 50 до 100.

[0142] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может иметь твердость по шкале Шора 00 от 70 до 90.

[0143] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может иметь твердость 80 по шкале Шора 00.

[0144] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может быть электроизоляционным.

[0145] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать второй слой теплового взаимодействия, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

[0146] В некоторых конфигурациях второй слой теплового взаимодействия может быть электропроводящим.

[0147] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой.

[0148] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой может содержать слюду.

[0149] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой может быть расположен между податливым слоем теплового взаимодействия и нагревательным элементом.

[0150] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой может быть расположен между нагревательным элементом и нижней плитой.

[0151] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может содержать теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

[0152] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может содержать силикон или кремнийорганическое соединение.

[0153] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может содержать подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

[0154] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

[0155] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

[0156] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может иметь теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м·К).

[0157] В некоторых конфигурациях податливый слой теплового взаимодействия может быть эластичным.

[0158] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя может содержать верхнюю нагревающую плиту; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, этот нагревательный элемент расположен под верхней нагревающей плитой; и слой теплового взаимодействия между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, причем слой теплового взаимодействия содержит эластичный материал теплового взаимодействия.

[0159] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть с возможностью разъединения соединена вместе посредством одного или нескольких крепежных элементов.

[0160] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может быть образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и первый и второй эластичные электроизоляционные материалы.

[0161] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может иметь твердость по шкале Шора 00 от 50 до 100.

[0162] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может иметь твердость по шкале Шора 00 от 70 до 90.

[0163] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может иметь твердость 80 по шкале Шора 00.

[0164] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может содержать негибкий электроизоляционный слой.

[0165] В некоторых конфигурациях негибкие электроизоляционные слои могут содержать слюду.

[0166] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может содержать теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

[0167] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может содержать силиконы или кремнийорганическое соединение.

[0168] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может содержать подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

[0169] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

[0170] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может иметь напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

[0171] В некоторых конфигурациях эластичный электроизоляционный материал может иметь теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м·К).

[0172] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать металл.

[0173] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать полость на нижней поверхности и верхнюю поверхность, открытую для контакта с основанием камеры увлажнителя дыхательного увлажнителя.

[0174] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

[0175] В некоторых конфигурациях блок для установки датчиков может быть выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

[0176] В некоторых конфигурациях по меньшей мере один датчик температуры может содержать терморезистор.

[0177] В некоторых конфигурациях многослойная нагревательная плита в сборе может дополнительно содержать защитный элемент, соединенный с нижней плитой.

[0178] В некоторых конфигурациях защитный элемент может содержать блок тепловой защиты.

[0179] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать платформу для поддержки защитного элемента.

[0180] В некоторых конфигурациях защитный элемент может быть прикреплен к платформе винтами.

[0181] В некоторых конфигурациях платформа может выступать из остальной части нижней плиты.

[0182] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой, для улучшения изоляции защитного элемента от нагревательного элемента.

[0183] В некоторых конфигурациях нижняя плита может дополнительно содержать вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

[0184] В некоторых конфигурациях канавка может иметь L-образную форму.

[0185] В некоторых конфигурациях канавка может заканчиваться на периферии нагревательного элемента или возле нее.

[0186] В некоторых конфигурациях канавка может проходить радиально наружу за периферию первого и/или второго эластичных изоляционных материалов.

[0187] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать вырезанную ступеньку возле блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

[0188] В некоторых конфигурациях система увлажнителя для применения в медицинских процедурах может содержать основной блок; и камеру увлажнителя, выполненную с возможностью размещения на основном блоке, при этом основной блок может содержать любой из примеров многослойной нагревательной плиты в сборе, описанных выше.

[0189] В некоторых конфигурациях камера увлажнителя может содержать проводящее основание, это проводящее основание приводится в контакт с нагревательной плитой в сборе при размещении камеры увлажнителя на основном блоке.

[0190] В некоторых конфигурациях нагревательная плита в сборе может нагревать камеру увлажнителя для нагрева содержимого камеры с целью увлажнения газов, проходящих через камеру.

[0191] В некоторых конфигурациях система может содержать трубку, выполненную с возможностью транспортировки газов из камеры увлажнителя к интерфейсу пациента.

[0192] В некоторых конфигурациях система увлажнителя для применения в медицинских процедурах может содержать корпус, выполненный с возможностью размещения камеры увлажнителя; и нагревательную плиту в сборе, расположенную по меньшей мере частично внутри корпуса, эта нагревательная плита в сборе содержит: верхнюю нагревающую плиту, при этом верхняя нагревающая плита выполнена с возможностью вхождения в контакт с основанием камеры увлажнителя при размещении камеры увлажнителя в корпусе; терморезистор, расположенный на верхней нагревающей плите или возле нее; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла; и приспособление электрической изоляции между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, при этом приспособление электрической изоляции может осуществлять тепловую связь нагревательного элемента и верхней нагревающей плиты так, что тепло, генерируемое сигналом мощности, подаваемым на нагревательный элемент, передается на верхнюю нагревающую плиту.

[0193] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может улучшать тепловую связь между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой.

[0194] В некоторых конфигурациях система увлажнителя для применения в медицинских процедурах может содержать корпус, выполненный с возможностью размещения камеры увлажнителя; и нагревательную плиту в сборе, расположенную по меньшей мере частично внутри корпуса, эта нагревательная плита в сборе содержит: верхнюю нагревающую плиту, при этом верхняя нагревающая плита выполнена с возможностью вхождения в контакт с основанием камеры увлажнителя при размещении камеры увлажнителя в корпусе; терморезистор, расположенный на верхней нагревающей плите или возле нее; нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла; и приспособление электрической изоляции между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, при этом приспособление электрической изоляции может осуществлять тепловую связь нагревательного элемента и верхней нагревающей плиты так, что тепло, генерируемое сигналом мощности, подаваемым на нагревательный элемент, передается на верхнюю нагревающую плиту. В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может улучшать тепловую связь между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой.

[0195] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать гибкий или податливый изоляционный лист.

[0196] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать эластичный изоляционный лист.

[0197] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать податливый изоляционный лист, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

[0198] В некоторых конфигурациях гибкий или податливый изоляционный лист может улучшать теплопроводность от нагревательного элемента к верхней нагревающей плите.

[0199] В некоторых конфигурациях электроизоляционный лист может улучшать теплопроводность от нагревательного элемента к верхней нагревающей плите.

[0200] В некоторых конфигурациях гибкий или податливый изоляционный лист может уменьшать емкость нагревательной плиты в сборе так, что улучшается теплопроводность между компонентами нагревательной плиты в сборе.

[0201] В некоторых конфигурациях электроизоляционный лист может уменьшать емкость нагревательной плиты в сборе так, что улучшается теплопроводность между компонентами нагревательной плиты в сборе.

[0202] В некоторых конфигурациях система может содержать приспособление двойной электрической изоляции, содержащее два изоляционных элемента.

[0203] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать два негибких изоляционных слоя.

[0204] В некоторых конфигурациях два негибких изоляционных слоя могут содержать слюду.

[0205] В некоторых конфигурациях два изоляционных элемента могут содержать два слоя, которые отделены друг от друга.

[0206] В некоторых конфигурациях приспособление двойной электрической изоляции может быть расположено между приспособлением электрической изоляции и нагревательным элементом.

[0207] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

[0208] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать силикон или кремнийорганическое соединение.

[0209] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

[0210] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции содержит материал, имеющий напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

[0211] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать материал, имеющий напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

[0212] В некоторых конфигурациях приспособление электрической изоляции может содержать материал, имеющий теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м·К).

[0213] В некоторых конфигурациях приспособление изоляции может улучшать тепловую связь между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой так, что колебательный сигнал, накладываемый на сигнал мощности для обнаружения состояний низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя, может иметь пониженную мощность. В некоторых конфигурациях приспособление изоляции может улучшать тепловую связь между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой так, что колебательный сигнал, вводимый в сигнал мощности для обнаружения состояний низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя, может иметь пониженную мощность.

[0214] В некоторых конфигурациях приспособление для электрической изоляции может улучшать тепловую связь между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой так, что показание температуры терморезистора лучше соответствует температуре воды в камере увлажнителя.

[0215] В некоторых конфигурациях нагревательная плита в сборе может содержать нижнюю плиту, при этом нагревательный элемент и приспособление электрической изоляции могут быть ограничены между нижней плитой и верхней нагревающей плитой.

[0216] В некоторых конфигурациях нижняя плита может контактировать с приспособлением электрической изоляции.

[0217] В некоторых конфигурациях нагревательная плита в сборе может содержать гибкий или податливый изоляционный лист между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

[0218] В некоторых конфигурациях нагревательная плита в сборе может содержать гибкий электроизоляционный лист между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

[0219] В некоторых конфигурациях нагревательная плита в сборе может содержать податливый электроизоляционный лист между верхней нагревающей плитой и нижней плитой, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

[0220] В некоторых конфигурациях верхняя нагревающая плита может содержать блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

[0221] В некоторых конфигурациях блок для установки датчиков может быть выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

[0222] В некоторых конфигурациях датчик температуры может содержать терморезистор.

[0223] В некоторых конфигурациях защитный элемент может содержать блок тепловой защиты.

[0224] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать платформу для поддержки защитного элемента.

[0225] В некоторых конфигурациях защитный элемент может быть прикреплен к платформе винтами.

[0226] В некоторых конфигурациях платформа может выступать из остальной части нижней плиты.

[0227] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой, для улучшения изоляции защитного элемента от нагревательного элемента.

[0228] В некоторых конфигурациях нижняя плита может дополнительно содержать вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

[0229] В некоторых конфигурациях канавка может иметь L-образную форму.

[0230] В некоторых конфигурациях канавка может заканчиваться на периферии нагревательного элемента или возле нее.

[0231] В некоторых конфигурациях канавка может проходить радиально наружу за периферию приспособления двойной изоляции.

[0232] В некоторых конфигурациях нижняя плита может содержать вырезанную ступеньку возле блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

[0233] В некоторых конфигурациях система дыхательного или хирургического увлажнителя с обнаружением низкого уровня воды и/или отсутствия воды может содержать основной блок, содержащий нагревательную плиту, содержащую один или несколько нагревательных элементов, и аппаратное устройство управления, находящееся в электронной связи с одним или несколькими нагревательными элементами нагревательной плиты и выполненное с возможностью подачи питания на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты. В некоторых конфигурациях система может дополнительно содержать камеру увлажнителя, ограничивающую некоторый объем и содержащую проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой, при этом камера увлажнителя выполнена с возможностью удержания некоторого уровня воды. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость камеры увлажнителя, и определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании, по меньшей мере частично, определенного значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0234] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью определения значения удельной теплоемкости камеры увлажнителя и определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании, по меньшей мере частично, определенного значения удельной теплоемкости.

[0235] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может определять, что имеется состояние низкого уровня воды или отсутствия воды, в ответ на то, что определенное значение удельной теплоемкости находится ниже порогового значения. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может определять, что имеется состояние низкого уровня воды или отсутствия воды, в ответ на то, что определенное значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, находится ниже порогового значения.

[0236] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может непрерывно определять значение удельной теплоемкости. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может непрерывно определять значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0237] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может периодически определять значение удельной теплоемкости. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может периодически определять значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0238] В некоторых конфигурациях значение удельной теплоемкости может быть определено как числовая оценка. В некоторых конфигурациях значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, может представлять собой числовую оценку.

[0239] В некоторых конфигурациях система может содержать датчик температуры, соединенный или смежный с нагревательной плитой, при этом датчик температуры определяет температуру нагревательной плиты.

[0240] В некоторых конфигурациях датчик температуры может содержать терморезистор.

[0241] В некоторых конфигурациях датчик температуры может содержать два терморезистора, каждый из которых действует как делитель напряжения.

[0242] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может определять значение температуры по показаниям напряжения двух терморезисторов.

[0243] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может определять значение удельной теплоемкости на основании показаний температуры с датчика температуры. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может определять значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, на основании показаний температуры с датчика температуры.

[0244] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты, обработки сигнала температуры с датчика температуры, соответствующего характеристическому сигналу снабжения энергией, определения значения удельной теплоемкости на основании сигнала температуры и вывода предостережения о низком уровне воды или отсутствии воды в ответ на то, что определенное значение удельной теплоемкости находится ниже порогового значения. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления выполнено с возможностью определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость, на основании сигнала температуры и вывода предостережения о низком уровне воды или об отсутствии воды в ответ на то, что определенное значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, находится ниже порогового значения.

[0245] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью непрерывной подачи характеристического сигнала снабжения энергией. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью периодической подачи характеристического сигнала снабжения энергией.

[0246] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью наложения характеристического сигнала снабжения энергией на сигнал управления нагревательной плитой. В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может подаваться путем введения в сигнал управления нагревательной плитой. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией в линию управления мощностью, которая предоставляет сигнал управления нагревательной плитой.

[0247] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может иметь более высокую частоту, чем сигнал управления нагревательной плитой.

[0248] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может пропускать измерения температуры с датчика температуры через фильтр, такой как полосовой фильтр или фильтр верхних частот, имеющий частоту фильтра, соответствующую частоте характеристического сигнала снабжения энергией, так, что измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, могут быть пропущены. В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой синхронный детектор, такой как гомодин, или фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.

[0249] В некоторых конфигурациях измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, могут быть использованы для определения значения удельной теплоемкости. В некоторых конфигурациях измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, могут быть использованы для определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0250] В некоторых конфигурациях нагревательная плита может содержать любой из примеров нагревательной плиты в сборе, описанных выше.

[0251] В некоторых конфигурациях система может содержать один или несколько признаков системы увлажнителя, описанной выше, для применения в медицинских процедурах.

[0252] В некоторых конфигурациях система дыхательного или хирургического увлажнителя с обнаружением низкого уровня воды и/или отсутствия воды может содержать основной блок, содержащий нагревательную плиту, содержащую один или несколько нагревательных элементов, аппаратное устройство управления, находящееся в электронной связи с одним или несколькими нагревательными элементами нагревательной плиты и выполненное с возможностью подачи питания на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты, и датчик температуры, соединенный или смежный с нагревательной плитой и выполненный с возможностью генерирования сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты. В некоторых конфигурациях система может содержать камеру увлажнителя, ограничивающую некоторый объем и содержащую проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой, при этом камера увлажнителя выполнена с возможностью удержания некоторого уровня воды. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты, приема сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, и определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании амплитуды и/или фазы принятого сигнала, показывающего отклик на сигнал снабжения энергией.

[0253] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты, приема сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, и определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании амплитуды и/или фазы принятого сигнала, показывающего отклик на сигнал снабжения энергией.

[0254] В некоторых конфигурациях определенная амплитуда, превышающая пороговое значение, может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0255] В некоторых конфигурациях определенные амплитуда и/или фаза, удовлетворяющие пороговому значению, могут указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0256] В некоторых конфигурациях определенные амплитуда и/или фаза, находящиеся за пределами или в пределах предварительно определенной области в двумерном представлении амплитуды и/или фазы, могут указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0257] В некоторых конфигурациях амплитуда может быть обратно пропорциональна удельной теплоемкости камеры увлажнителя.

[0258] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией на характеристической частоте.

[0259] В некоторых конфигурациях характеристическая частота может быть выше нормальной рабочей частоты, на которой аппаратное устройство управления подает питание на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты. В некоторых конфигурациях характеристическая частота может быть выше рабочей частоты управления нагревательной плитой, на которой аппаратное устройство управления подает питание на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты.

[0260] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может иметь частоту, которая по меньшей мере в 1,5 раза превышает нормальную рабочую частоту. В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может иметь частоту, которая по меньшей мере в 1,5 раза превышает рабочую частоту управления нагревательной плитой.

[0261] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может содержать генератор сигналов, выполненный с возможностью генерирования и подачи характеристического сигнала снабжения энергией.

[0262] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью наложения характеристического сигнала снабжения энергией на сигнал управления нагревательной плитой. В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может подаваться путем введения в сигнал управления нагревательной плитой. В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может быть выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией в линию управления мощностью, которая предоставляет сигнал управления нагревательной плитой.

[0263] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может содержать фильтр, который фильтрует сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, для получения сигнала, показывающего отклик на сигнал снабжения энергией.

[0264] В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой полосовой фильтр или фильтр верхних частот. В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой синхронный детектор, такой как гомодин, или фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.

[0265] В некоторых конфигурациях полосовой фильтр может фильтровать сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, в полосе, соответствующей частоте характеристического сигнала снабжения энергией.

[0266] В некоторых конфигурациях амплитуда сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты на частоте характеристического сигнала снабжения энергией, превышающая пороговое значение, может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0267] В некоторых конфигурациях принятый сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, может содержать частотную характеристику сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты, при этом аппаратное устройство управления выполнено с возможностью определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании частотной характеристики.

[0268] В некоторых конфигурациях амплитуда принятого сигнала, показывающего отклик на характерный сигнал снабжения энергией, может быть обработана для определения оценки, при этом, когда оценка выше порогового значения, оценка может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0269] В некоторых конфигурациях оценка может быть определена путем получения квадратичных или среднеквадратичных (RMS) значений температуры принятого сигнала, показывающих отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, сглаживания принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, путем пропускания принятого сигнала через фильтр нижних частот; и вычисления оценки.

[0270] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может содержать кубическую треугольную волну. Волна может подаваться модулем широтно-импульсной модуляции (PWM) аппаратного устройства управления.

[0271] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может представлять собой сигнал с нулевым средним значением.

[0272] В некоторых конфигурациях нагревательная плита может содержать любой из примеров нагревательной плиты в сборе и многослойной нагревательной плиты в сборе, описанных выше.

[0273] В некоторых конфигурациях система может содержать один или несколько признаков системы увлажнителя, описанной выше, для применения в медицинских процедурах.

[0274] В некоторых конфигурациях способ обнаружения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного или хирургического увлажнителя может включать использование аппаратного устройства управления в основном блоке системы дыхательного или хирургического увлажнителя, определение значения удельной теплоемкости камеры увлажнителя, где камера увлажнителя ограничивает некоторый объем и выполнена с возможностью удерживать некоторый уровень воды, при этом камера увлажнителя может содержать проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой основного блока, при этом нагревательная плита содержит один или несколько нагревательных элементов, находящихся в электронной связи с аппаратным устройством управления и выполненных с возможностью получения питания от него; и определение состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании, по меньшей мере частично, определенного значения удельной теплоемкости.

[0275] В некоторых конфигурациях способ обнаружения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного или хирургического увлажнителя может включать использование аппаратного устройства управления в основном блоке системы дыхательного или хирургического увлажнителя, определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость камеры увлажнителя, где камера увлажнителя ограничивает некоторый объем и выполнена с возможностью удерживать некоторый уровень воды, при этом камера увлажнителя может содержать проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой основного блока, причем нагревательная плита содержит один или несколько нагревательных элементов, находящихся в электронной связи с аппаратным устройством управления и выполненных с возможностью получения питания от него; и определение состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании, по меньшей мере частично, определенного значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0276] В некоторых конфигурациях определенное значение удельной теплоемкости, находящееся ниже порогового значения, может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды. В некоторых конфигурациях определенное значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, находящееся ниже порогового значения, может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0277] В некоторых конфигурациях способ может включать непрерывное определение значения удельной теплоемкости. В некоторых конфигурациях способ может включать непрерывное определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0278] В некоторых конфигурациях способ может включать периодическое определение значения удельной теплоемкости. В некоторых конфигурациях способ может включать периодическое определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0279] В некоторых конфигурациях способ может включать определение значения удельной теплоемкости как числовой оценки. В некоторых конфигурациях способ может включать определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость, как числовой оценки.

[0280] В некоторых конфигурациях система дыхательного или хирургического увлажнителя может содержать датчик температуры, соединенный или смежный с нагревательной плитой, причем датчик температуры выполнен с возможностью определения температуры нагревательной плиты.

[0281] В некоторых конфигурациях датчик температуры может содержать терморезистор.

[0282] В некоторых конфигурациях датчик температуры может содержать два терморезистора, каждый из которых действует как делитель напряжения.

[0283] В некоторых конфигурациях способ может включать преобразование значения температуры из показаний напряжения двух терморезисторов с использованием уравнения.

[0284] В некоторых конфигурациях способ может включать определение значения удельной теплоемкости на основании показаний температуры с датчика температуры. В некоторых конфигурациях способ может включать определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость, на основании показаний температуры с датчика температуры.

[0285] В некоторых конфигурациях способ может дополнительно включать подачу характеристического сигнала снабжения энергией на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты, обработку отфильтрованного сигнала температуры с датчика температуры, соответствующего характеристическому сигналу снабжения энергией, определение значения удельной теплоемкости на основании сигнала температуры и вывод предостережения о низком уровне воды или об отсутствии воды в ответ на то, что определенное значение удельной теплоемкости находится ниже порогового значения. В некоторых конфигурациях способ может дополнительно включать подачу характеристического сигнала снабжения энергией на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты, обработку отфильтрованного сигнала температуры с датчика температуры, соответствующего характеристическому сигналу снабжения энергией, определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость, на основании сигнала температуры и вывод предостережения о низком уровне воды или об отсутствии воды в ответ на то, что определенное значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, находится ниже порогового значения.

[0286] В некоторых конфигурациях способ может включать непрерывную подачу характеристического сигнала снабжения энергией. В некоторых конфигурациях способ может включать периодическую подачу характеристического сигнала снабжения энергией.

[0287] В некоторых конфигурациях способ может включать подачу характеристического сигнала снабжения энергией в линию управления мощностью, которая предоставляет сигнал управления нагревательной плитой.

[0288] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может быть наложен на сигнал управления нагревательной плитой. В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может подаваться путем введения в сигнал управления нагревательной плитой.

[0289] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может иметь более высокую частоту, чем сигнал управления нагревательной плитой.

[0290] В некоторых конфигурациях способ может включать пропускание измерений температуры с датчика температуры через фильтр так, что измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, пропускаются. В некоторых конфигурациях способ может включать пропускание измерений температуры с датчика температуры через полосовой фильтр, имеющий частоту фильтра, соответствующую частоте характеристического сигнала снабжения энергией так, что измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, пропускаются. В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой фильтр верхних частот. В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой синхронный детектор, такой как гомодин, или фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.

[0291] В некоторых конфигурациях способ может включать использование измерений температуры, соответствующих частоте характеристического сигнала снабжения энергией, для определения значения удельной теплоемкости. В некоторых конфигурациях способ может включать использование измерений температуры, соответствующих частоте характеристического сигнала снабжения энергией, для определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

[0292] В некоторых конфигурациях нагревательная плита может содержать любой из примеров нагревательной плиты в сборе и многослойной нагревательной плиты в сборе, описанных выше.

[0293] В некоторых конфигурациях система может содержать один или несколько признаков системы увлажнителя, описанной выше, для применения в медицинских процедурах.

[0294] В некоторых конфигурациях на энергонезависимом машиночитаемом носителе хранятся исполняемые компьютером команды, которые при исполнении на процессорном устройстве могут приводить к выполнению способа процессорным устройством.

[0295] В некоторых конфигурациях способ обнаружения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного или хирургического увлажнителя может включать использование аппаратного устройства управления в основном блоке системы дыхательного или хирургического увлажнителя, подачу характеристического сигнала снабжения энергией на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты в основном блоке, где один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты находятся в электронной связи с аппаратным устройством управления и выполнены с возможностью получения питания от него, при этом система дыхательного или хирургического увлажнителя может дополнительно содержать камеру увлажнителя, ограничивающую некоторый объем и содержащую проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой, причем камера увлажнителя выполнена с возможностью удерживать некоторый уровень воды; прием сигнала, представляющего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией с датчика температуры, соединенного или смежного с нагревательной плитой; и определение состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании амплитуды принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией. В некоторых конфигурациях способ может включать определение состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании амплитуды и/или фазы принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией.

[0296] В некоторых конфигурациях амплитуда, превышающая пороговое значение, может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды. Амплитуда может быть обратно пропорциональна удельной теплоемкости камеры увлажнителя.

[0297] В некоторых конфигурациях определенные амплитуда и/или фаза, удовлетворяющие пороговому значению, могут указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0298] В некоторых конфигурациях определенные амплитуда и/или фаза, находящиеся вне или в пределах предварительно определенной области в двумерном представлении амплитуды и/или фазы, могут указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0299] В некоторых конфигурациях способ может включать подачу характеристического сигнала снабжения энергией в линию управления мощностью, которая предоставляет сигнал управления нагревательной плитой.

[0300] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может быть наложен на сигнал управления нагревательной плитой. В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может подаваться путем введения в сигнал управления нагревательной плитой.

[0301] В некоторых конфигурациях способ может включать непрерывную подачу характеристического сигнала снабжения энергией. В некоторых конфигурациях способ может включать периодическую подачу характеристического сигнала снабжения энергией.

[0302] В некоторых конфигурациях способ может включать подачу характеристического сигнала снабжения энергией на характеристической частоте.

[0303] В некоторых конфигурациях характеристическая частота может быть выше нормальной рабочей частоты, на которой аппаратное устройство управления подает питание на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты. В некоторых конфигурациях характеристическая частота может быть выше рабочей частоты управления нагревательной плитой, на которой аппаратное устройство управления подает питание на один или несколько нагревательных элементов нагревательной плиты.

[0304] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может иметь частоту, которая по меньшей мере в 1,5 раза превышает нормальную рабочую частоту. В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может иметь частоту, которая по меньшей мере в 1,5 раза превышает рабочую частоту управления нагревательной плитой.

[0305] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может содержать генератор сигналов, выполненный с возможностью генерирования и подачи характеристического сигнала снабжения энергией.

[0306] В некоторых конфигурациях аппаратное устройство управления может содержать фильтр, который фильтрует сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, для получения сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией.

[0307] В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой полосовой фильтр. В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой фильтр верхних частот. В некоторых конфигурациях фильтр может представлять собой синхронный детектор, такой как гомодин, или фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.

[0308] В некоторых конфигурациях полосовой фильтр может фильтровать сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, в полосе, соответствующей частоте характеристического сигнала снабжения энергией.

[0309] В некоторых конфигурациях амплитуда сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты на частоте характеристического сигнала снабжения энергией, превышающая пороговое значение, может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0310] В некоторых конфигурациях принятый сигнал может содержать частотную характеристику сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты, при этом аппаратное устройство управления выполнено с возможностью определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании частотной характеристики.

[0311] В некоторых конфигурациях способ может включать обработку амплитуды принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, для определения оценки, при этом, если оценка выше порогового значения, оценка может указывать на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0312] В некоторых конфигурациях способ может включать определение оценки путем получения квадратичных или среднеквадратичных (RMS) значений температуры принятого сигнала, показывающих отклик на характеристическое снабжение энергией; сглаживание принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, путем пропускания принятого сигнала через фильтр нижних частот; и вычисление оценки.

[0313] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может содержать кубическую треугольную волну. Волна может подаваться модулем широтно-импульсной модуляции (PWM) аппаратного устройства управления.

[0314] В некоторых конфигурациях характеристический сигнал снабжения энергией может представлять собой сигнал с нулевым средним значением.

[0315] В некоторых конфигурациях нагревательная плита может содержать любой из примеров нагревательной плиты в сборе и многослойной нагревательной плиты в сборе, описанных выше.

[0316] В некоторых конфигурациях система может содержать один или несколько признаков системы увлажнителя, описанной выше, для применения в медицинских процедурах.

[0317] В некоторых конфигурациях на энергонезависимом машиночитаемом носителе хранятся исполняемые компьютером команды, которые при исполнении на процессорном устройстве могут приводить к выполнению способа процессорным устройством.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0318] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения описаны со ссылкой на графические материалы определенных вариантов осуществления, которые предназначены для схематической иллюстрации определенных вариантов осуществления, а не для ограничения настоящего изобретения.

[0319] На фиг. 1A схематично изображен пример системы дыхательного увлажнителя.

[0320] На фиг. 1B схематично изображен пример основного блока нагревателя системы дыхательного увлажнителя, показанной на фиг. 1A.

[0321] На фиг. 1C схематично изображен пример системы дыхательного увлажнителя.

[0322] На фиг. 1D схематично изображен пример основного блока нагревателя системы дыхательного увлажнителя, показанной на фиг. 1C.

[0323] На фиг. 1E схематично изображен частичный вид основного блока нагревателя и пример адаптера нагревательного элемента дыхательного контура, показанного на фиг. 1C.

[0324] На фиг. 2A схематично изображен пример системы дыхательного увлажнителя с отдельными нагнетательным и нагревательным основными блоками, подключенными к носовой маске.

[0325] На фиг. 2B схематично изображена система дыхательного увлажнителя, показанная на фиг. 2A, подключенная к носовой канюле.

[0326] На фиг. 2C схематично изображен пример системы дыхательного увлажнителя со встроенными нагнетательным и нагревательным основными блоками.

[0327] На фиг. 2D изображен пример хирургической системы вдувания.

[0328] На фиг. 2E изображен пример терапевтической системы с интенсивным потоком.

[0329] На фиг. 3A-3B изображены блок-схемы примерных способов обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного увлажнителя.

[0330] На фиг. 3C изображены графики, показывающие пример сигнала обратной связи до и во время состояния отсутствия воды.

[0331] На фиг. 3D изображен пример сигналов обратной связи с состоянием отсутствия воды и без него во временной области.

[0332] На фиг. 3E изображен пример сигналов обратной связи с состоянием отсутствия воды и без него в частотной области.

[0333] На фиг. 3F изображены примерные точки данных, представляющие амплитуду и фазу сигналов обратной связи, и примерная граница классификации отсутствия воды на основании амплитуды сигналов обратной связи.

[0334] На фиг. 3G изображены примерные точки данных, представляющие амплитуду и фазу сигналов обратной связи, и примерная граница классификации отсутствия воды на основании фазы сигналов обратной связи.

[0335] На фиг. 3H изображены примерные точки данных, представляющие амплитуду и фазу сигналов обратной связи, и две примерные границы классификации отсутствия воды на основании амплитуды и фазы сигналов обратной связи.

[0336] На фиг. 4A изображена схема системы примерной системы увлажнителя для обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды.

[0337] На фиг. 4B изображены примерные температуры нагревательной плиты и выходной точки росы во временной области и в частотной области до и во время состояния отсутствия воды.

[0338] На фиг. 4C изображен график, показывающий примерные формы добавочного сигнала для наложения на (например, введения в) сигнал мощности нагревательной плиты системы увлажнителя.

[0339] На фиг. 4D изображен график, показывающий содержание гармоник форм сигнала, показанных на фиг. 4B.

[0340] На фиг. 4E изображен пример передаточной функции температуры нагревательной плиты системы увлажнителя.

[0341] На фиг. 4F изображены примерные формы объединенных сигналов температуры и мощности нагревательной плиты, T_HP’ и P_HP’.

[0342] На фиг. 4G изображен пример полосового фильтра, показанного на схеме системы на фиг. 3А.

[0343] На фиг. 5A изображены примерные алгоритмы определения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды на основании сигнала обратной связи.

[0344] На фиг. 5B изображены примерные оценки отсутствия воды и точки росы до и во время состояния отсутствия воды.

[0345] На фиг. 6 изображен пример детектора с утечкой для определения амплитуды сигнала обратной связи.

[0346] На фиг. 7 изображен пример коэффициента передачи и фазы сигнала температуры нагревательной плиты для разных камер и/или при разных скоростях потока.

[0347] На фиг. 8A и 8B изображены примерные схемные модели или системы для обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды в камере увлажнителя.

[0348] На фиг. 8C изображен примерный резистивно-конденсаторный (RC) фильтр, образованный взаимодействием между элементами сопротивления и емкости системы, показанной на фиг. 8A или 8B.

[0349] На фиг. 8D изображено отсечение примерного подаваемого (например, вводимого) колебательного сигнала для обнаружения состояний низкого уровня воды и/или отсутствия воды.

[0350] На фиг. 9 изображен покомпонентный вид примерной нагревательной плиты в сборе.

[0351] На фиг. 9А изображен покомпонентный вид другой приблизительной нагревательной плиты в сборе.

[0352] На фиг. 9B и 9C изображены различные виды в перспективе примерной нагревательной плиты в сборе, показанной на фиг. 9A, без проводов для подключения к источнику питания.

[0353] На фиг. 9D изображен вид в разрезе примерной нагревательной плиты в сборе, показанной на фиг. 9B и 9C.

[0354] На фиг. 9E изображен вид в перспективе части примерной нагревательной плиты в сборе.

[0355] На фиг. 10 схематично изображен пример послойной компоновки нагревательной плиты.

[0356] На фиг. 11 схематично изображен другой пример послойной компоновки нагревательной плиты.

[0357] На фиг. 12A показано примерное трехмерное изображение верхней нагревающей плиты в послойной компоновке нагревательной плиты, показанной на фиг. 11.

[0358] На фиг. 12B-12C изображены различные виды примерного трехмерного изображения верхней нагревающей плиты в послойной компоновке нагревательной плиты, показанной на фиг. 11.

[0359] На фиг. 12D-12E изображены различные виды примерного трехмерного изображения нижней плиты в послойной компоновке нагревательной плиты, показанной на фиг. 11.

[0360] На фиг. 12F изображен вид снизу верхней нагревающей плиты, показанной на фиг. 12B-12C.

[0361] На фиг. 12G изображено поперечное сечение верхней нагревающей плиты, показанной на фиг. 12F, по оси F-F.

[0362] На фиг. 12H-12M изображены виды сбоку, сверху, снизу в перспективе, сверху в перспективе и снизу верхней нагревающей плиты, показанной на фиг. 12F.

[0363] На фиг. 12N-12R изображены виды сверху, сверху в перспективе, снизу и сбоку нижней плиты, выполненной с возможностью применения с верхней нагревающей плитой, показанной на фиг. 12L.

[0364] На фиг. 13A-13D схематично проиллюстрировано действие материала теплового взаимодействия.

[0365] На фиг. 14 схематично изображен пример послойной компоновки нагревательной плиты.

[0366] На фиг. 15 схематично изображен пример послойной компоновки нагревательной плиты.

[0367] На фиг. 16A-16B схематично изображены первый и второй виды сбоку примерного нагревательного элемента.

[0368] На фиг. 17A-E изображены различные виды примерного трехмерного изображения верхней нагревающей плиты в послойной компоновке нагревательной плиты, показанной на фиг. 15.

[0369] На фиг. 18A-F изображены различные виды примерных трехмерных изображений нижней плиты в послойной компоновке нагревательной плиты, показанной на фиг. 15.

[0370] На фиг. 19A-19F изображены различные виды другой примерной нижней плиты.

[0371] На фиг. 20A изображен вид снизу нагревательной плиты в сборе, содержащей примерную нижнюю плиту, показанную на фиг. 19A-19F.

[0372] На фиг. 20B-20C изображены различные виды в разрезе нагревательной плиты в сборе, показанной на фиг. 20A.

[0373] На фиг. 21A-21F изображены различные виды другой примерной нижней плиты.

[0374] На фиг. 22A-22B изображены различные виды в разрезе нагревательной плиты в сборе, содержащей примерную нижнюю плиту, показанную на фиг. 21A-21F.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0375] Несмотря на то, что ниже описаны некоторые варианты осуществления и примеры, специалисты в данной области техники поймут, что настоящее изобретение выходит за пределы конкретно описанных вариантов осуществления и/или применений, а также их очевидных модификаций и эквивалентов. Таким образом, предполагается, что объем описанного в данном документе изобретения не следует ограничивать никаким из описанных ниже конкретных вариантов осуществления. Например, размеры, представленные в настоящем описании, представляют собой примеры и не являются ограничивающими.

Примерные системы дыхательного увлажнителя

[0376] Настоящее описание предоставляет примеры системы дыхательного или хирургического увлажнителя, выполненной с возможностью подачи пациенту или пользователю увлажненного и/или нагретого газа во множестве режимов. Эти режимы могут включать по меньшей мере инвазивный режим (например, для пациентов с обходным дыхательным путем, или при лапароскопической хирургии) и неинвазивный режим (например, для пациентов или пользователей с дыхательными масками). Каждый режим может иметь индивидуально установленную выходную влажность, которую можно выразить как выходные заданные значения точки росы. Например, пользователь может выбрать заданное значение, которое может обозначать режим эксплуатации. Неинвазивный режим может иметь заданные значения 31 градус, 29 градусов, 27 градусов Цельсия или др. Инвазивный режим может иметь заданные значения 37 градусов Цельсия или др. Некоторые системы дыхательного увлажнителя, описанные в данном документе, также могут включать открытый режим с интенсивным потоком или любые другие режимы, известные специалистам в данной области техники. Открытый режим с интенсивным потоком (в данном документе называемый «режимом Optiflow®») поступает на рынок как Optiflow® от компании «Fisher and Paykel Healthcare Limited», Окленд, Новая Зеландия.

[0377] Со ссылкой на фиг. 1А и 1С, примерная система 100, 101 дыхательного увлажнения может содержать основной блок 102 нагревателя, содержащий нагревательную плиту 120 (см. фиг. 1B и 1D). Нагревательная плита 120 может содержать один или несколько нагревательных элементов. Основной блок 102 нагревателя может содержать корпус и устройство управления (например, микропроцессор), содержащееся внутри корпуса для управления подачей энергии на нагревательный элемент(-ы).

[0378] Нагревательная плита 120 увлажнителя может содержать датчик температуры (см. датчик 262 температуры на фиг. 2А) (например, термопреобразователь, терморезистор или датчик температуры других типов). Также может использоваться множество датчиков температуры. Датчик температуры выполнен с возможностью измерения температуры нагревательной плиты 120. Датчик температуры может иметь электрическую связь с устройством управления в основном блоке 102 нагревателя так, что устройство управления может отслеживать температуру нагревательной плиты 120. Результаты измерений, выполненных датчиком температуры, могут быть использованы как вводные данные в процессах обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды, которые будут описаны ниже.

[0379] Датчик температуры также может необязательно содержать два или более терморезисторов. Каждый терморезистор может действовать как делитель напряжения. Среднее показаний двух терморезисторов можно использовать как вводные данные в процессе обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Два или более терморезисторов также можно использовать для избыточности. Также могут быть включены дополнительные терморезисторы. Датчик температуры расположен на поверхности обратной стороны нагревательной плиты. Датчики температуры предпочтительно могут располагаться на верхней нагревающей плите нагревательной плиты в сборе. Верхней нагревающей плитой является плита, находящаяся в контакте с камерой увлажнителя. Нагревательная плита 120 в данном документе может относиться к верхней нагревающей плите, открытой и расположенной для нахождения в контакте с основанием камеры увлажнителя, когда камера увлажнителя расположена в рабочем положении на основании с нагревателем. Датчики температуры могут быть расположены на крае нагревательной плиты или по существу в центре нагревательной плиты. Используемые нагревательные элементы представляют собой нихромовый провод или нити накала других типов, намотанные на электроизоляционный блок или сердечник. Нагревательная плита может содержать множество электроизоляционных слоев. Нагревательная плита может содержать заднюю плиту, или нижнюю плиту, при этом множество деталей свинчиваются или соединяются друг с другом болтами. Дополнительные подробности примеров нагревательной плиты, пригодной для реализации технологий, раскрытых в данном документе, описаны ниже со ссылкой на фиг. 8А-18F. Альтернативно нагревательная плита может содержать множество слоев, которые могут быть уложены друг на друга или склеены друг с другом с образованием цельной нагревательной плиты. В дополнительной, альтернативной конфигурации нагревательная плита может быть образована на полупроводнике путем травления, осаждения или любой подходящей компоновки.

[0380] Камера 103 увлажнителя выполнена с возможностью разъемного размещения и удержания на основном блоке 102 нагревателя так, что основание камеры увлажнителя расположено в контакте с нагревательной плитой 120 в основном блоке 102 нагревателя. Со ссылкой на фиг. 1В и 1D, где изображены примеры основного блока 102 нагревателя, представленного на фиг. 1А и 1С соответственно, основание 102 увлажнителя может содержать воротник 124 для сцепления с фланцем на камере 103 увлажнителя, как представлено на фиг. 1А и 1С. Воротник 124 образует выступ, который сцепляется с фланцем камеры 103 увлажнителя, чтобы удерживать камеру 103 увлажнителя в рабочем положении на основании 102 с нагревателем. Камера 103 увлажнителя может содержать проводящее основание. При сцеплении с основным блоком 102 нагревателя проводящее основание камеры 103 увлажнителя может находиться в контакте с нагревательной плитой 120, например с верхней поверхностью верхней нагревающей плиты нагревательной плиты 120. Вода внутри камеры 103 нагревается при отправке сигнала мощности на нагревательный элемент для снабжения нагревательного элемента энергией. Камера 103 также может быть соединена с источником 142 воды (фиг. 1С), который может добавлять воду в камеру 103, когда уровень воды в камере 103 является низким или вода полностью отсутствует. Добавление воды может выполняться вручную или находиться под управлением устройства управления, как, например, при получении из системы 101 предупреждения о том, что может иметь место состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

[0381] Также ссылаясь на фиг. 1А и 1С, подлежащие увлажнению газы могут содержать одно или несколько из воздуха, кислорода, анестезирующего средства, других вспомогательных газов или любую смесь газов. Газы могут подаваться в камеру 103 увлажнителя через впускной канал 104 для газов, который может быть соединен с источником газа, таким как вентилятор, в случае терапии СРАР - нагнетателем СРАР, или удаленным источником. Для терапии с интенсивным потоком подача газа может осуществляться нагнетателем или, в качестве дополнительной альтернативы, из магистрального источника с регулятором потока и/или давления. Камера 103 увлажнителя также может содержать выпускной канал 105 для газов, который может быть соединен с дыхательным контуром 106. Дыхательный контур 106 может переносить увлажненные и нагретые газы пациенту или пользователю. Как представлено на фиг. 1А, сторона 107 пациента дыхательного контура 106 может соединяться с интерфейсом пациента, таким как носовая канюля 113 или носовая маска 114. Дыхательный контур 106 также может соединяться с интерфейсом пациента или пользователя других типов, таким как полнолицевая маска, эндотрахеальная трубка и др. Дыхательный контур 106, представленный на фиг. 1С, также может быть соединен с любым подходящим интерфейсом пациента, описанным в данном документе.

[0382] Внутри дыхательного контура 106 может быть предусмотрен нагревательный элемент 110 (такой как один или несколько нагревательных проводов). Нагревательный элемент 110 может способствовать предотвращению конденсации увлажненных газов в дыхательном контуре 106. Нагревательный элемент 110 необязательно также может иметь электрическую связь с устройством управления в основном блоке 102 нагревателя. Как представлено на фиг. 1С и 1Е, переходный кабель 128 нагревательного элемента дыхательного контура может содержать два соединителя на двух концах кабеля 128 для соединения нагревательного элемента 110 с основным блоком 102 нагревателя (например, с устройством управления основного блока 102 нагревателя). Переходный кабель 128 нагревательного элемента может облегчать простое соединение между нагревательным элементом 110 и основным блоком 102 нагревателя. Управление нагревательным элементом 110 осуществляется блоком управления, включая управление питанием, подаваемым блоком управления на нагревательный элемент 110. Нагревательный элемент 110 в дыхательном контуре 106 уменьшает конденсацию, а также обеспечивает поддержание температуры газов в предварительно определенном диапазоне. Переходный кабель 128 нагревательного элемента также может содержать датчик 126 температуры окружающей среды, обеспечивающий возможность системе 101 регулировать мощность нагревательного элемента 110 с целью компенсации температуры окружающей среды или изменений температуры окружающей среды. В соединитель, связанный с основным блоком 102 нагревателя, может быть встроен индикатор 130 нагревательного элемента. Индикатор 130 нагревательного элемента выполнен с возможностью свечения при соединении правильно работающего нагревательного элемента 110 с основным блоком 102 нагревателя. Когда индикатор 130 нагревательного элемента светится, система 101 может нагревать газ внутри дыхательного контура 106 посредством нагревательного элемента 110 для сведения к минимуму конденсата, в дополнение к нагреванию газа, проходящего через камеру 103 увлажнителя, посредством нагревательной плиты 120. Если нагревательный элемент 110 неисправен или не подключен, или если индикатор 130 нагревательного элемента не светится, система 101 может нагревать газ только путем нагрева воды в камере 103 посредством нагревательной плиты 120. Альтернативно индикатор 130 нагревательного элемента может светиться при неисправности или отсоединении переходного кабеля 128. Светящийся индикатор 130 может действовать как визуальное сообщение или визуальное предупреждение. Индикатор 130 может не светиться, если нагревательный элемент 110 работает правильно.

[0383] Устройство управления системой 100, 101 дыхательного увлажнителя может управлять по меньшей мере нагревательной плитой 120 и предпочтительно или необязательно также нагревательным элементом 110 без дополнительных датчиков (например, в камере увлажнителя, в дыхательном контуре и/или где-либо еще в системе). Этого можно добиться путем оценивания скорости потока газов через систему 100, 101 дыхательного увлажнителя с использованием параметров, уже доступных устройству управления. Для данной системы дыхательного увлажнителя устройство управления может определять надлежащий уровень мощности для подачи на нагревательную плиту 120. Подача мощности на нагреватель 120 может генерировать влажность и нагревать газы. Мощность, подаваемая на нагревательную плиту, может иметь величину, достаточную для генерирования предварительно определенного значения влажности. Дополнительно устройство управления также необязательно может использовать параметры для обеспечения более подходящего уровня снабжения энергией нагревательного элемента 110. Как представлено на фиг. 1С и 1Е, система 101 также может содержать датчик 126 температуры окружающей среды. Датчик температуры окружающей среды может быть расположен в любом месте так, чтобы он был открыт воздействию окружающего воздуха. Например, система 101 может содержать датчик 126 температуры окружающей среды на переходном кабеле 128 нагревательного элемента.

[0384] Как представлено на фиг. 1Е, передняя панель основного блока 102 нагревателя может содержать множество пользовательских элементов управления и индикаторов, таких как кнопка 132 питания, нажимная кнопка 134 задания влажности и множество (например, три, четыре, пять или более) индикаторов 136 настроек влажности (которые могут содержать светодиодные лампы) рядом с нажимной кнопкой 134 задания влажности. Местоположения, формы и размеры пользовательских элементов управления и индикаторов не являются ограничивающими. Может иметься четыре доступных уровня настроек влажности, которые указываются четырьмя индикаторами 136 настроек влажности. Четыре настройки влажности могут соответствовать различным типам терапии, предоставляемой пациенту. Например, наивысшая величина влажности может быть выбрана при эксплуатации увлажнителя в режиме инвазивной терапии. Наинизшая величина влажности может применяться в режиме кислородной терапии со слабым потоком. Величина влажности может быть выбрана на основе терапевтических требований или типа терапии или может быть задана предварительно. Альтернативно увлажнитель 100, 101 может содержать устройство управления, выполненное с возможностью автоматического выбора величины влажности, подлежащей доставке, на основе режима терапии, пациента или типа терапии, применяемой к пациенту. Необязательно увлажнитель 100, 101 может содержать сенсорный экран, который может сообщать информацию пользователю. Сенсорный экран также может быть выполнен с возможностью приема входных данных от пользователя.

[0385] Уровень влажности можно регулировать путем нажатия нажимной кнопки 134 задания влажности, которая также может представлять собой импульсную кнопку. Передняя панель также может содержать множество индикаторов 138 предупреждения (которые могут содержать светодиодные лампы) для указания следующих неограничивающих примеров состояний: состояние «Отсутствие воды» (включающее низкий уровень воды и отсутствие воды), отсутствие подключения переходника нагревательного элемента, приглушение звукового сигнал предупреждения и указатель «Смотри руководство», которые используются для указания того, что в системе 101 произошел сбой.

[0386] Система 101 может являться пригодной для обеспечения дыхательной терапии различного назначения, например, для интенсивной терапии (например, в больнице) и медицинской помощи на дому. Система 101 является пригодной для обеспечения инвазивной терапии, неинвазивной терапии и терапии с интенсивным потоком как для взрослых, так и для педиатрических пациентов.

[0387] Как будет более подробно описано ниже, устройство управления системы 100, 101 дыхательного увлажнителя также выполнено с возможностью определения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды в камере увлажнителя с использованием входных данных от датчика температуры. Для обнаружения отсутствия воды устройству управления могут не требоваться входные данные от дополнительных датчиков. Потребность только в одном датчике снижает стоимость системы 100, 101 дыхательного увлажнителя и/или позволяет упростить и сделать более легкой систему 100, 101 дыхательного увлажнения по сравнению с системами дыхательного увлажнителя, содержащими множество датчиков. Как будет описано ниже, система 101 также выполнена с возможностью улучшения тепловой связи в системе с целью обеспечения возможности обнаружения отсутствия воды на низких уровнях мощности, что может включать сценарии слабого потока, низкой влажности или отсутствия камеры. Описанный узел улучшает тепловую связь, то есть повышает теплопроводность между элементами компонентов нагревательной плиты в сборе так, что вырабатываемое тепло переносится к верхней нагревающей плите и обнаруживается терморезисторами.

[0388] Описанные в данном документе способы и системы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды также могут быть встроены в систему дыхательного увлажнителя других типов, описанную в данном документе, которая может содержать более одного датчика и/или иметь другие конфигурации. Как представлено на фиг. 2А и 2В, система 200 дыхательного увлажнителя может содержать нагнетательный блок 203. Нагнетательный блок 203 может содержать внутренний компрессорный блок, генератор потока или вентиляторный блок 213. Воздух из атмосферы может входить в корпус нагнетательного блока 203 через впускное отверстие 240 для атмосферного воздуха и может втягиваться посредством вентиляторного блока 213. Производительность вентиляторного блока 213 можно регулировать, так что скорость вентилятора является переменной. Поток газов под давлением может выходить из вентиляторного блока 213 и нагнетательного блока 203 и перемещаться через соединительный трубопровод 204 в камеру 205 увлажнителя. Поток газов под давлением может входить в камеру 205 увлажнителя через впускное отверстие 223.

[0389] Нагнетательный блок необязательно также можно заменить вентилятором, содержащим лопасти или турбинные колеса, выполненные с возможностью генерирования воздушного потока. Вентилятор может принимать газы из источника сжатого воздуха, такого как баллон. Для управления доставкой воздуха в камеру 205 увлажнителя вентиляторы также могут использовать один или несколько клапанов.

[0390] Как представлено на фиг. 2В или 2С, система 200 дыхательного увлажнителя также может обеспечивать пользователя кислородом (O₂) или фракцией O₂. Система 200 может принимать O₂ из удаленного источника и/или путем смешивания атмосферного воздуха с O₂, поступающим из удаленного источника. Смешивание атмосферного воздуха с поступающим O₂ может происходить посредством входного отверстия трубки Вентури или аналогичного впускного отверстия, расположенного в блоке 203 управления.

[0391] На фиг. 2С изображена примерная система 200 дыхательного увлажнителя, содержащая встроенный основной блок 210 нагнетателя/нагревателя. Система, представленная на фиг. 2С действует подобно системе 200 дыхательного увлажнителя, представленной на фиг. 2А и 2В, за исключением того, что в основной блок нагревателя встроен нагнетатель для образования интегрированного блока 210 с корпусом 203.

[0392] Подобно вышеописанной камере 103 увлажнителя, камера 205 увлажнителя на фиг. 2А-2С может содержать некоторый объем воды 220. В эксплуатации камера 205 увлажнителя может сцепляться с основным блоком 221 нагревателя или интегрированным блоком 210 (например, путем размещения в контакте с нагревательной плитой 212 и/или поверх нее). На нагревательную плиту 212 может подаваться питание для нагрева проводящего основания камеры 205 увлажнителя и нагрева таким образом содержимого (такого как объем воды 220) в камере 205 увлажнителя. Поток газов, входящий в камеру 205 увлажнителя через впускное отверстие 223, нагревается и увлажняется и может выходить из камеры 205 увлажнителя через выпускное отверстие 209, входя в дыхательный контур 206.

[0393] Нагретые увлажненные газы могут проходить по длине нагревательного контура 206 и доставляться пациенту или пользователю 202 через интерфейс 207 пользователя. Дыхательный трубопровод 206 может также необязательно подогреваться посредством нагревательного элемента (такого как нагревательный провод 210), чтобы помогать предотвращать конденсацию нагретых влажных газов. Интерфейс 207 пользователя, представленный на фиг. 2А и 2С, представляет собой носовую маску, окружающую и покрывающую нос пользователя 202. Однако показанную носовую маску можно заменить носовой канюлей (представленной на фиг. 2В), полнолицевой маской, эндотрахеальной трубкой, трахеостомическим приспособлением или любым другим подходящим интерфейсом пользователя.

[0394] Центральное устройство управления, или система управления, может быть расположено в нагнетательном блоке 203 (устройство 208а управления), основном блоке 221 нагревателя (устройство 208b управления) или в обоих блоках (например, при условии наличия электрической связи между устройством 208а управления нагнетателем и устройством 208b управления увлажнителем посредством соединительных или других кабелей, или центрального устройства 208 управления, как показано на фиг. 2С). Устройство 8а управления нагнетателем и устройство 8b управления увлажнителем могут необязательно находиться во взаимосвязи «ведущий-ведомый» (например, одно из устройств управления может управлять функциями другого устройства управления) или в равноправной взаимосвязи (например, одно устройство управления может функционировать независимо от другого). К примеру, устройство 208b управления увлажнителем может представлять собой независимый блок, выполненный с возможностью использования совместно с источником газа любого типа.

[0395] Система управления может принимать данные, вводимые пользователем посредством пользовательских элементов 211 управления, расположенных на основном блоке 221 нагревателя, нагнетательном блоке 202 или на обоих. Система управления также может принимать входные данные с датчиков, расположенных в различных местах по всей системе 200. Подобно системе 100 дыхательного увлажнителя, описанной выше, система 200 дыхательного увлажнителя может содержать датчик 262 температуры нагревательной плиты, расположенный смежно с нагревательной плитой 212 или на ней (например, непосредственно под ней). Датчик 262 температуры нагревательной плиты может быть выполнен с возможностью измерения температуры нагревательной плиты 212.

[0396] Как представлено на фиг. 2А-2С, система 200 дыхательного увлажнителя может содержать дополнительные датчики температуры. В увлажнитель, представленный на фиг. 2А, может быть включен датчик 260 температуры окружающей среды. Датчик 260 температуры окружающей среды может быть расположен внутри, вблизи или на корпусе нагнетательного блока 203 или в ином месте, например в потоке газов ниже по потоку относительно вентиляторного блока 213; и/или ближе к впускному отверстию 223 камеры 205 увлажнителя. Датчик окружающей среды может быть расположен смежно с впускным отверстием трубки или может быть соединен с нагревательным проводом или переходником нагревательного провода, соединенным с основанием с нагревателем с помощью переходника со свободным концом. Датчик 260 температуры окружающей среды может быть выполнен с возможностью измерения температуры воздуха, поступающего из атмосферы. Выходной датчик температуры может быть расположен на выпускном отверстии 209 камеры увлажнителя, или вблизи него, или на находящемся на стороне камеры конце (противоположном находящемуся на стороне пациента или пользователя концу) дыхательного контура 206. Выходной датчик температуры может быть выполнен с возможностью измерения температуры потока газов, выходящего из камеры 205 увлажнителя. Измерения, осуществляемые выходным датчиком температуры, также необязательно можно использовать как вводные данные в процессе обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Датчик 215 температуры на находящемся на стороне пациента или пользователя конце может быть расположен на стороне пациента или пользователя дыхательного контура 206. Датчик 215 температуры на находящемся на стороне пациента или пользователя конце необязательно также может быть расположен в или на интерфейсе 207 пользователя.

[0397] Система 200 дыхательного увлажнителя может необязательно содержать датчик потока, выполненный с возможностью измерения потока газов через систему 200. Датчик потока может быть расположен выше по потоку относительно вентиляторного блока 213, ниже по потоку относительно вентиляторного блока 213 или в других местах. Например, датчик 263 потока может быть расположен на выпускном отверстии 209 камеры увлажнителя или вблизи него, на находящемся на стороне камеры конце дыхательного контура 206 или возле него, и/или смежно с выходным датчиком температуры. Датчик 263 может необязательно включать как датчики температуры, так и расхода. Устройства 208a, 208b управления могут также необязательно содержать один или несколько других датчиков 250, 280, 290, которые могут измерять влажность, температуру, давление, поток и/или другие характеристики потока газов.

[0398] В ответ на пользовательский ввод с элементов 211 управления и/или входные сигналы, принятые с датчиков, система управления может определять один или нескольких выходных управляющих сигналов, которые могут отправлять сигналы для регулирования мощности на нагревательную плиту 212, скорости вентиляторного блока 213 и/или другие.

[0399] В любой из вышеописанных систем 100, 200 дыхательного увлажнителя температурный зонд также может необязательно быть размещен в объеме воды в камере увлажнителя. Дополнительно и/или альтернативно для измерения температуры нагревательной плиты, и/или содержимого камеры увлажнителя, и/или температуры тракта газов также можно использовать бесконтактные датчики температуры (такие как инфракрасные датчики).

[0400] Показания температурного зонда, бесконтактного датчика температуры и/или любого другого датчика температуры, расположенного ниже по потоку относительно впускного отверстия для газов камеры увлажнителя и/или вблизи нагревательной плиты, также можно необязательно использовать как вводные данные в описанных ниже процессах обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды.

[0401] На фиг. 2D схематически изображено применение примерной системы 1 вдувания в ходе медицинской процедуры. Хирургическая система увлажнения увлажняет хирургическую полость (например, аэроперитонеум). Увлажнитель может увлажнять ткань в хирургической полости и предотвращать повреждение ткани вследствие высыхания, в том числе обезвоживания или низкой температуры. Как представлено на фиг. 2D, пациент 2 может иметь канюлю 207, введенную внутрь полости пациента 2 (например, в брюшную полость пациента 2 в случае лапароскопической хирургической операции).

[0402] Как представлено на фиг. 2D, канюля 207 может быть соединена с трубопроводом 206 для доставки газов (например, через соединитель 4 с наконечником Люэра). Канюлю 207 можно использовать для доставки газов в область хирургического вмешательства, например внутрь полости пациента 2. Канюля 207 может содержать один или несколько каналов для введения газов и/или одного или нескольких хирургических инструментов в область хирургического вмешательства. Хирургический инструмент может представлять собой эндоскоп, электрокаустический инструмент или любой другой инструмент. Хирургический инструмент может быть связан с устройством формирования изображений, которое может иметь экран. Устройство формирования изображений может представлять собой часть хирургического стеллажа, который может включать множество хирургических инструментов и/или устройств.

[0403] Хирургическая система вдувания также может необязательно содержать вентиляционную канюлю, которая может иметь по существу такие же признаки, как канюля 207. Вентиляционная канюля может содержать клапан, обеспечивающий возможность вентиляции. Клапан может автоматически управляться устройством управления, связанным с источником газов (т. е. с устройством для вдувания), или устройством управления в увлажнителе. Клапан также может приводиться в действие вручную (например, путем поворота вентиля рукой или с помощью ножной педали, или иным способом). Вентиляционная канюля может быть соединена с системой фильтрации для отфильтровывания дыма и т. п. Альтернативно вентиляционная канюля также может быть соединена с системой рециркуляции, выполненной с возможностью рециркуляции газов из области хирургического вмешательства обратно в устройство для вдувания с целью повторной доставки в область хирургического вмешательства. Перед возвратом в устройство для вдувания газы могут подвергаться фильтрации и/или обезвоживанию. В некоторых конфигурациях канюля может содержать два или более каналов. Один канал может быть выполнен с возможностью доставки газов и/или медицинского инструмента в область хирургического вмешательства. Второй канал может быть выполнен с возможностью выпуска газов из области хирургического вмешательства. Вентиляционный канал может содержать клапан и/или отверстия для пассивной вентиляции. Канюля 207 может также содержать удерживающее приспособление (такое как ребра и/или т. п.) для удерживания медицинского инструмента (такого как эндоскоп) в по существу концентрической ориентации относительно канала доставки.

[0404] Трубопровод 206 для доставки газов может быть выполнен из гибкой пластмассы и может быть соединен с камерой 205 увлажнителя на впускном отверстии 223. Камера 205 увлажнителя может необязательно или предпочтительно быть последовательно соединена с подачей 9 газов дополнительным трубопроводом 204. Подача газов, или источник газов, может представлять собой устройство для вдувания, газ в баллонах или магистральный централизованный источник газов. Подача 9 газов может предоставлять газы без увлажнения и/или нагрева. Ниже по потоку относительно выпускного отверстия 209 увлажнителя может быть присоединен фильтр 6. Фильтр также может быть расположен вдоль дополнительного трубопровода 209 или на впускном отверстии канюли 205. Фильтр может быть выполнен с возможностью отфильтровывания патогенов и вещества в виде частиц для сокращения вероятности инфицирования или загрязнения области хирургического вмешательства из увлажнителя или источника газов. Подача газов может обеспечивать непрерывный или периодический поток газов. Дополнительный трубопровод 204 может также предпочтительно быть выполнен из гибкой пластмассовой трубки.

[0405] Подача 9 газов может обеспечивать один или несколько газов для вдувания, таких как диоксид углерода, в камеру 205 увлажнителя. Подача газов может обеспечивать непрерывный поток газов или периодический поток газов. Газы могут увлажняться по мере прохождения через камеру 205 увлажнителя, которая может содержать некоторый объем воды 220. В некоторых конфигурациях подача газов также может быть непосредственно соединена с канюлей 205 без блока увлажнителя.

[0406] Увлажнитель, содержащий камеру 205 увлажнителя, может представлять собой увлажнитель любого типа. Камера 205 увлажнителя может включать образованную из пластмассы камеру, имеющую герметично соединенное с ней металлическое или другое проводящее основание. Основание может находиться в контакте с нагревательной плитой 212 во время использования. Объем воды 220, содержащейся в камере 205, может быть нагрет посредством нагревательной плиты 212, которая может находиться под управлением устройства 208 управления, или средств управления, увлажнителя. Объем воды 220 в камере 205 может быть нагрет так, что вода испаряется, и водяной пар смешивается газами, текущими через камеру 205, чтобы нагревать и увлажнять газы.

[0407] Устройство 208 управления, или средства управления, может находиться в корпусе основного блока 221 увлажнителя, который также может содержать в себе нагревательную плиту 212. Нагревательная плита 212 может содержать электронагревательный элемент внутри или в тепловом контакте с ней. Необязательно между нагревательной плитой 16 и нагревательным элементом может находиться один или несколько изоляционных слоев. Нагревательный элемент может представлять собой основной элемент (или формообразователь) с проводом, намотанным на основной элемент. Провод может представлять собой нихромовый провод (провод из сплава никеля и хрома). Нагревательный элемент также может содержать многослойную подложку с электроосажденными или вытравленными на ней нагревательными дорожками. Устройство 208 управления, или средства управления, может содержать электронную схему, которая может содержать микропроцессор для управления подачей энергии на нагревательный элемент. Основной блок 221 увлажнителя и/или нагревательная плита 212 могут быть выполнены с возможностью разъемного сцепления с камерой 205 увлажнителя. Альтернативно или дополнительно камера 205 увлажнителя может содержать встроенный нагреватель.

[0408] Нагревательная плита 212 может содержать датчик температуры, такой как термопреобразователь или другой, который может находиться в электрическом соединении с устройством 208 управления. Датчик температуры нагревательной плиты может быть расположен в основном блоке 221 увлажнителя. Устройство 221 управления может отслеживать температуру нагревательной плиты 212, которая может быть приблизительно равной температуре воды 220.

[0409] Датчик температуры также может быть расположен на выпускном отверстии 209 или вблизи него, чтобы отслеживать температуру увлажненных газов, покидающих камеру 205 увлажнителя из выпускного отверстия 209. Датчик температуры также может быть соединен с устройством 208 управления (например, кабелем или беспроводным способом). Также необязательно могут быть включены дополнительные датчики, например, для снятия характеристик газов (таких как температура, влажность, потока и другие) на находящемся на стороне пациента конце трубопровода 206 доставки газов.

[0410] Газы могут выходить через выпускное отверстие 209 увлажнителя в трубопровод 206 доставки газов. Газы могут перемещаться через трубопровод 206 доставки газов в хирургическую полость пациента 2 через канюлю 207, таким образом нагнетая и поддерживая давление внутри полости. Предпочтительно газы, покидающие выпускное отверстие 209 камеры 205 увлажнителя, могут иметь относительную влажность около 100%. По мере перемещения газов по трубопроводу 206 доставки газов может происходить «выпадение капель воды», так что на стенке трубопровода 206 доставки газов может конденсироваться водяной пар. Выпадение капель воды может оказывать нежелательные воздействия, такие как вредное снижение содержания воды в газах, доставляемых пациенту. Для уменьшения и/или сведения к минимуму возникновения конденсации в трубопроводе 206 доставки газов, внутри трубопровода, через весь трубопровод или вокруг трубопровода 206 доставки газов может быть предусмотрен нагревательный провод 210. Нагревательный провод 210 может быть электрически соединен с основным блоком 221 увлажнителя, например электрическим кабелем 219 для питания нагревательного провода. Кабель 219 может являться подобным переходному кабелю нагревательного провода, содержащему датчик окружающей среды, как описано со ссылкой на фиг. 1D и 1Е. Альтернативно увлажнитель может быть встроен в общий корпус с устройством для вдувания хирургической увлажнительной системы. Управление увлажнителем и устройством для вдувания может осуществляться одним устройством управления. Хирургическая система увлажнения также может содержать систему рециркуляции, выполненную с возможностью рециркуляции газов из области хирургического вмешательства и повторного увлажнения газов. Система рециркуляции может содержать фильтр дыма и может содержать газопромыватель для промывания газов. Система рециркуляции также может содержать устройства для удаления или конденсации влаги из рециркулируемого газа.

[0411] Нагревательный провод 210 может содержать изолированный провод высокого сопротивления из медного сплава, провод высокого сопротивления других типов или другой нагревательный элемент и/или может быть выполнен из любого другого подходящего материала. Нагревательный провод может представлять собой прямой провод или элемент со спиральной намоткой. Электрическая схема, содержащая нагревательный провод 210, может быть расположена в стенках трубки 206 для доставки газов. Трубка 206 для доставки газов может представлять собой трубку со спиральной намоткой. Нагревательный провод 210 может быть спирально намотан вокруг изоляционного сердечника трубопровода 206 доставки газов. Изоляционное покрытие вокруг нагревательного провода 210 может включать термопластичный материал, который при нагреве до предварительно определенной температуры может переходить в состояние, в котором его форма может изменяться, и новая форма может по существу эластично сохраняться после охлаждения. Нагревательный провод 210 может быть намотан в одинарную или двойную спираль. Измерения посредством датчика температуры и/или дополнительного датчика(-ов) на конце на стороне пациента трубопровода 206 могут обеспечивать обратную связь на устройство 208 управления так, что устройство 208 управления может необязательно снабжать энергией нагревательный провод для увеличения и/или поддержания температуры газов в трубопроводе 206 доставки газов (например, между приблизительно 35°C и 45°C), чтобы газы, доставляемые пациенту, имели температуру, равную или близкую к 37°C.

[0412] Устройство 208 управления, или средства управления, может, например, содержать микропроцессор или логическую схему со связанной памятью или запоминающими средствами, которые могут содержать программу программного обеспечения. При исполнении средствами 208 управления программное обеспечение может управлять работой системы 1 вдувания в соответствии с набором команд в программном обеспечении и/или в ответ на внешние входные данные. Например, в устройство 208 управления, или средства управления, могут быть доставлены входные данные с нагревательной плиты 212, так что устройство 208 управления, или средства управления, может быть снабжено информацией о температуре и/или энергопотреблении нагревательной плиты 212. Устройство 208 управления, или средства управления, может снабжаться входными данными о температуре потока газов. Например, датчик температуры может предоставлять входные данные, указывающие температуру потока увлажненных газов, когда газы покидают выпускное отверстие 209 камеры 205 увлажнителя. Датчик потока, который может быть необязательным, может также быть предусмотрен в том же месте, что и датчик температуры, или вблизи него, или в другом подходящем положении в системе 1 вдувания. Альтернативно система может содержать только датчики температуры. Устройство 208 управления может управлять регулятором потока, который регулирует скорость потока газов через систему 1. Регулятор может содержать устройство нагнетания и/или замедления потока, такое как механизированный вентилятор. Дополнительно или альтернативно для управления скоростью потока газов могут использоваться клапаны и/или вентиляционные отверстия.

[0413] Элемент ввода данных пациента, расположенный на основном блоке 221 увлажнителя, может позволять пользователю (такому как хирург или медицинская сестра) задавать требуемый уровень температуры и/или влажности газов, подлежащих доставке. Также с помощью элемента пользовательского ввода необязательно может осуществляться управление и другими функциями, такое как управление нагревом, который обеспечивается нагревательным проводом 210. Устройство 208 может управлять системой 1, и в частности управлять скоростью потока, температурой и/или влажностью газа, доставляемого пациенту, чтобы они соответствовали типу медицинской процедуры, для которой используется система 1.

[0414] Основной блок 221 увлажнителя также может содержать дисплей для отображения пользователю характеристик потока газа, доставляемого пациенту 2.

[0415] Хотя это не показано, увлажнитель также может необязательно представлять собой проходной увлажнитель, который содержит камеру с некоторым объемом воды, но может не содержать нагревательную плиту для нагрева воды. Камера может находиться в сообщении по текучей среде с подачей газов так, что газы для вдувания увлажняются водяным паром, переносимым из объема воды, по мере пропускания газов для вдувания над объемом воды.

[0416] Увлажнитель системы хирургического увлажнителя, представленной на фиг. 2D, также может содержать любой из элементов блока 221 увлажнителя и камеры 205 увлажнения, представленных на фиг. 2А.

[0417] В применении вышеописанные увлажнители могут быть расположены вне «операционной стерильной зоны» и/или рядом с устройством для вдувания. Как результат, от медицинского персонала может не требоваться прикасаться к увлажнителю при перемещении канюли во время операции для перемещения медицинских инструментов в хирургической полости. Может не требоваться стерилизация увлажнителя в той же степени, как медицинских инструментов. Кроме того, увлажнитель, расположенный вне «операционной стерильной зоны», может уменьшать во время операционных процедур количество препятствий для медицинского персонала, которые могут ограничивать перемещения медицинского персонала и/или медицинских инструментов в уже стесненном пространстве.

[0418] Схематическое представление системы 10 терапии с интенсивным потоком представлено на фиг. 2Е. Система 10 может содержать главный корпус 100 устройства. Главный корпус 100 устройства может содержать генератор 11 потока, который может иметь форму устройства мотора/рабочего колеса, увлажнитель или камеру 12 увлажнения, устройство 13 управления и интерфейс 14 пользователя. Интерфейс 14 пользователя может содержать дисплей и устройство(-а) ввода, например кнопку(-и), сенсорный экран, комбинацию сенсорного экрана и кнопки(-ок), или т. п. Устройство 13 управления может содержать один или несколько аппаратных и/или программных процессоров и может быть выполнено или запрограммировано с возможностью управления компонентами устройства, в том числе, но без ограничения, эксплуатации генератора 11 потока для создания потока газов для доставки пациенту, эксплуатации увлажнителя 12 для увлажнения и/или нагрева потока газов, приема пользовательского ввода с интерфейса 14 пользователя для изменения конфигурации и/или определяемой пользователем работы дыхательной системы 10 и вывода (например, на дисплее) информации для пользователя. Пользователем может быть пациент, медицинский работник и другие.

[0419] Также ссылаясь на фиг. 2Е, трубопровод 16 для дыхания пациента может быть соединен с выпускным отверстием 21 для потока газов в главном корпусе 100 устройства дыхательной системы 10 и соединен с интерфейсом 17 пациента, таким как открытый интерфейс, например носовая канюля с коллектором 19 и носовыми вставками 18. Трубопровод 16 для дыхания пациента также может быть соединен с лицевой маской, носовой маской, надувной носовой маской, эндотрахеальной трубкой, трахеостомическим интерфейсом и другими.

[0420] Поток газов может генерироваться генератором 11 потока и увлажняться перед доставкой пациенту посредством трубопровода 16 к пациенту через интерфейс 17 пациента. Устройство 13 управления может управлять генератором 11 потока с целью генерирования потока газов с требуемой скоростью потока и/или одним или несколькими клапанами для управления смешиванием воздуха с кислородом или другим дыхательным газом. Устройство 13 управления может управлять нагревательным элементом в камере 12 увлажнения с целью нагрева газов до требуемой температуры, при котором достигается требуемый уровень температуры и/или влажности для доставки пациенту. Трубопровод 16 к пациенту может содержать нагревательный элемент 16а, такой как нагревательный провод, для нагрева потока газов, проходящего через него к пациенту. Нагревательный элемент 16а также может находиться под управлением устройства 13 управления.

[0421] В системе 10 может использоваться ультразвуковой преобразователь(-и), датчик(-и) потока, такой как терморезисторный датчик потока, датчик(-и) давления, датчик(-и) температуры, датчик(-и) влажности или другие датчики, сообщающиеся с устройством 13 управления для отслеживания характеристик потока газов и/или работы системы 10 способом, обеспечивающим необходимую терапию. Характеристики потока газов могут включать концентрацию газов, скорость потока, давление, температуру, влажность или другие. Датчики 3a, 3b, 3c, 20, 25, такие как датчики давления, температуры, влажности и/или потока, могут быть размещены в различных местах в главном корпусе 100 устройства, трубопроводе 16 к пациенту и/или интерфейсе 17 пациента. Устройство 13 может принимать вывод датчиков, помогающий ей в управлении дыхательной системой 10 способом, который обеспечивает подходящую терапию, так, чтобы определять подходящие целевые температуру, скорость потока и/или давление потока газов. Обеспечение подходящей терапии может включать удовлетворение дыхательной потребности больного.

[0422] Система 10 может содержать беспроводной передатчик и/или приемник, или приемопередатчик 15 данных для обеспечения возможности беспроводного приема устройством 13 управления сигналов 8 данных с рабочих датчиков и/или управления различными компонентами системы 10. Дополнительно или альтернативно передатчик и/или приемник 15 данных может доставлять данные на удаленный сервер или обеспечивать возможность удаленного управления системой 10. Система 10 может содержать проводное соединение, например с использованием кабелей или проводов, для обеспечения возможности приема устройством 13 управления сигналов 8 данных с рабочих датчиков и/или управления различными компонентами системы 10.

[0423] Устройство 10 поточной терапии может содержать устройство терапии с интенсивным потоком. Как подразумевается, обсуждаемому в данном документе термину «терапия с интенсивным потоком» придается его типичное обыкновенное значение, как его понимает специалист в данной области техники, которое обычно относится к системе искусственного дыхания, доставляющей целевой поток увлажненных дыхательных газов через преднамеренно открытый интерфейс пациента со скоростями потока, обычно предназначенными для удовлетворения или превышения потока на вдохе пациента. Обычные интерфейсы пациента включают, но без ограничения, носовой или трахеальный интерфейс пациента. Обычные скорости потока для взрослых часто находятся в диапазоне, но без ограничения, от приблизительно пятнадцати литров в минуту до приблизительно шестидесяти литров в минуту или более. Обычные скорости потока для педиатрических пациентов (таких как новорожденные, младенцы и дети) часто находятся в диапазоне, но без ограничения, от приблизительно одного литра в минуту на килограмм веса пациента до приблизительно трех литров в минуту на килограмм веса пациента или более. Терапия с интенсивным потоком также может необязательно включать композиции смесей газов, содержащие дополнительный кислород, и/или введение терапевтических медикаментов. Терапия с интенсивным потоком часто называется, среди прочих общепринятых наименований, «назальной терапией с интенсивным потоком» (NHF), «увлажненным с интенсивным потоком через назальную канюлю» (HHFNC), «назальной оксигенацией с интенсивным потоком» (HFNO), «терапией с интенсивным потоком» (HFT) или «трахеальной терапией с интенсивным потоком» (THF). Например, в некоторых конфигурациях для взрослого пациента «терапия с интенсивным потоком» может относиться к доставке газов пациенту со скоростью потока, большей или равной приблизительно 10 литров в минуту (10 л/мин), например от приблизительно 10 л/мин до приблизительно 100 л/мин, или от приблизительно 15 л/мин до приблизительно 95 л/мин, или от приблизительно 20 л/мин до приблизительно 90 л/мин, или от приблизительно 25 л/мин до приблизительно 85 л/мин, или от приблизительно 30 л/мин до приблизительно 80 л/мин, или от приблизительно 35 л/мин до приблизительно 75 л/мин, или от приблизительно 40 л/мин до приблизительно 70 л/мин, или от приблизительно 45 л/мин до приблизительно 65 л/мин, или от приблизительно 50 л/мин до приблизительно 60 л/мин. В некоторых конфигурациях для пациентов, являющихся новорожденными, младенцами и детьми, «терапия с интенсивным потоком» может относиться к доставке газов пациенту со скоростью потока более 1 л/мин, например от приблизительно 1 л/мин до приблизительно 25 л/мин, или от приблизительно 2 л/мин до приблизительно 25 л/мин, или от приблизительно 2 л/мин до приблизительно 5 л/мин, или от приблизительно 5 л/мин до приблизительно 25 л/мин, или от приблизительно 5 л/мин до приблизительно 10 л/мин, или от приблизительно 10 л/мин до приблизительно 25 л/мин, или от приблизительно 10 л/мин до приблизительно 20 л/мин, или от приблизительно 10 л/мин до 15 л/мин, или от приблизительно 20 л/мин до 25 л/мин. Устройство для терапии с интенсивным потоком для взрослого пациента, пациента, являющегося новорожденным, младенцем или ребенком, может доставлять газы пациенту со скоростью потока от приблизительно 1 л/мин до приблизительно 100 л/мин или со скоростью потока в любом из вышеописанных поддиапазонов.

[0424] Терапия с интенсивным потоком может являться эффективной при удовлетворении или превышении дыхательной потребности больного, повышении насыщенности кислородом у пациента и/или уменьшении работы дыхания. Дополнительно терапия с интенсивным потоком может создавать в носоглотке эффекта промывания так, что анатомическое мертвое пространство верхних дыхательных путей промывается интенсивным поступающим потоком газов. Эффект промывания может создавать резервуар свежего газа, доступного при каждом вдохе, в то же время сводя к минимуму повторное вдыхание диоксида углерода, азота и т. д.

[0425] Интерфейс пациента для применения в терапии с интенсивным потоком может представлять собой негерметизирующий интерфейс пациента во избежание баротравмы, которая может включать повреждение тканей легких или других органов дыхательной системы пациента вследствие разности давления относительно атмосферы. Интерфейс пациента может представлять собой носовую канюлю с коллектором и носовыми вставками, и/или лицевую маску, и/или надувную носовую маску, и/или носовую маску, и/или трахеостомический интерфейс, или интерфейс пациента любого другого подходящего типа.

Примерные способы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды

[0426] Примерные способы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды описаны со ссылкой на фиг. 3А - фиг. 7. Эти способы обнаружения могут выполняться любой из вышеописанных аппаратных конфигураций, хирургическими системами вдувания (такими как показанная на фиг. 2D) или любой другой конфигурацией устройства искусственного увлажненного дыхания. Как представлено на фиг. 3А, на этапе 302 примерного способа 300 обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды устройство управления системы дыхательного увлажнителя может измерять теплоемкость камеры увлажнителя. Вода имеет удельную теплоемкость приблизительно 4,184 джоулей на килограмм при повышении температуры на 1°C, что превышает теплоемкость материалов камеры увлажнителя (за исключением содержимого камеры увлажнителя). По этой причине удельная теплоемкость камеры увлажнителя, измеряемая на этапе 302, уменьшается в результате уменьшения объема воды, поскольку для нагрева этого меньшего объема воды каждым температурным блоком требуется меньше энергии. Теплоемкость камеры увлажнителя имеет низшее значение в сценарии отсутствия воды, и поэтому при заданной входной мощности температура камеры изменяется быстрее всего. Для сравнения, если в камере увлажнителя присутствует больший объем воды, изменение температуры при той же входной мощности происходит медленнее, что коррелирует с увеличением удельной теплоемкости. Больший объем воды поглощает больше тепловой энергии.

[0427] Как более подробно будет описано ниже, устройство управления может выводить значение удельной теплоемкости (например, путем определения оценки отсутствия воды, связанной со значением удельной теплоемкости) без фактического вычисления значения удельной теплоемкости. Устройство управления также может необязательно вычислять фактическое значение удельной теплоемкости камеры увлажнителя на основе известных переменных камеры увлажнителя, воды, нагревательной плиты или других, необходимых для вычисления значений удельной теплоемкости. Устройство управления может необязательно выводить фактическое значение удельной теплоемкости из определенного значения, например из оценки отсутствия воды.

[0428] На этапе 304 принятия решения способа 300 устройство управления может выполнять анализ обнаружения отсутствия воды путем вывода объема воды в камере увлажнителя на основе теплоемкости камеры увлажнителя. Устройство управления может определять, находится ли определенное значение удельной теплоемкости ниже нижнего порогового значения низкого уровня воды или отсутствия воды. Если определенное значение удельной теплоемкости находится ниже указанного порогового значения, устройство управления может выдавать предупреждение о низком уровне воды/отсутствии воды на этапе 306 и устройство управления может возвращаться на этап 302. Если определенное значение удельной теплоемкости не находится ниже порогового значения, устройство управления может возвращаться на этап 302.

[0429] На фиг. 3В изображен примерный способ 310 обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Способ 310 может измерять изменение в измерениях температуры датчиком температуры на нагревательной плите или вблизи нее. Более конкретно, способ 310 может определять удельную теплоемкость камеры увлажнителя путем обработки и анализа сигнала с датчика температуры на нагревательной плите или вблизи нее на определенной частоте и обнаруживать состояние низкого уровня воды и/или отсутствия воды. На этапе 312 устройство управления может применять, например путем подачи, добавочный сигнал в сигнал мощности нагревательной плиты. Добавочный сигнал в описании данного документа также называется характеристическим сигналом снабжения энергией. Добавочный сигнал может иметь предварительно определенную частоту, отличную (например, большую или меньшую) от традиционного сигнала управления мощностью нагревательной плиты. На этапе 314 устройство управления может принимать сигнал обратной связи, происходящий из данных датчика температуры на нагревательной плите или вблизи нее, после прохождения через полосовой фильтр (см. полосовой фильтр 426 на фиг. 4A). То есть сигнал обратной связи имеет такую же предварительно определенную частоту, как поданный сигнал, и представляет отклик на добавочный сигнал.

[0430] На этапе 316 устройство управления может измерять амплитуду составляющей сигнала обратной связи, коррелирующей с добавочным сигналом, например с помощью фильтрации в частотной области. Амплитуду определяют как отклонение от 0. Для заданной частоты поданного сигнала камера увлажнителя с большим объемом воды может в большей степени ослаблять сигнал обратной связи (т. е. он имеет более низкий коэффициент усиления), чем камера увлажнителя с меньшим объемом воды. Как представлено на фиг. 3С, промежуток времени, содержащий состояние отсутствия воды, представлен осью х после черной стрелки, или справа от нее. Во время отсутствия воды амплитуда/отклонение примерного сигнала обратной связи больше, чем до отсутствия воды (до черной стрелки, или слева от нее). Поэтому амплитуда и/или фаза сигнала обратной связи может быть обратно пропорциональной удельной теплоемкости камеры увлажнителя. Причиной обратного соотношения между амплитудой (и/или фазой) и удельной теплоемкостью является то, что удельная теплоемкость уменьшается при отсутствии воды или иссякании ее объема, когда она в меньшей степени поглощает добавочный сигнал. Если вода отсутствует или ее объем иссякает, изменение температуры будет больше. Таким образом, терморезистор тепловой плиты обнаруживает большее изменение температуры. Кроме того, когда в камере имеется мало или не имеется воды, для проявления изменения мощности нагревательной плиты как изменения температуры нагревательной плиты будет требоваться меньше времени. Когда в камере достаточно воды, отклик на отклонение температуры может являться более медленным. Как описано в данном документе, амплитуду можно измерять в конкретной полосе частот. В способе 310 можно использовать добавочные сигналы более чем одной частоты. При использовании множества частот вместо абсолютного значения амплитуды устройство управления может определять взвешенную сумму амплитуд на разных частотах как отношение амплитуд сигналов обратной связи. Можно использовать добавочный сигнал любого периода и/или амплитуды. Предпочтительно амплитуда является достаточно малой для того, чтобы добавочный сигнал не создавал помехи нормальному управлению влажностью, в том числе нормальному управлению нагревательной плитой (НП).

[0431] На фиг. 3D изображены примерные отклики нагревательной плиты на добавочный сигнал во временной области. Как представлено на фиг. 3D, отклики в моменты, когда в камере имеется достаточно воды («мокро») 324, и в моменты, когда в камере имеется мало или не имеется воды («сухо») 322, могут отличаться по амплитуде и/или фазе. На фиг. 3Е изображены два отклика (когда в камере имеется достаточно воды («мокро») 326 и когда в камере имеется мало или не имеется воды («сухо») 328) в частотной области. Как описано выше, разность амплитуд основной частоты этих двух откликов может обеспечивать возможность обнаружения состояния отсутствия воды.

[0432] Диаграмма на фиг. 3Е не предоставляет информацию о разностях фаз указанных двух откликов. Разности амплитуд и фаз можно представить на одном графике. Устройство управления может принимать информацию об амплитуде и/или фазе отклика на добавочный сигнал, который может находиться или не находиться в конкретной полосе частот (например, на частоте добавочного сигнала). Информацию об амплитуде можно извлечь любыми способами, описанным где-либо в настоящем описании. Дополнительно информацию об амплитуде и/или фазе можно извлечь с использованием других способов, таких как фильтр с конечной импульсной характеристикой (FIR), взаимная корреляция, выполнение гомодинного детектирования или квадратурной демодуляции и/или с помощью преобразования Фурье. Например, можно выполнить процесс вычисления преобразования Фурье конкретного интервала или частоты. Вышеописанные способы могут преобразовывать отклик на добавочный сигнал в точку данных в двумерном пространстве, которое можно представить в полярных координатах, как изображено на фиг. 3F-3Н, или декартовых координатах (с действительными и мнимыми значениями).

[0433] На фиг. 3F-3Н изображено примерное представление амплитуды и фазы в двумерном пространстве, вычерченном как четверть (0-90°) квадратурной диаграммы, и различные способы классификации состояния отсутствия воды, например на основе только амплитуды (фиг. 3F), на основе только фазы (фиг. 3G) и на основе как амплитуды, так и фазы (фиг. 3Н). Данная диаграмма может иллюстрировать гармоническую составляющую(-ие) отклика на добавочный сигнал в отношении фазы добавочного сигнала. Например, на график наносят основную (также известную как первая) гармоническую составляющую. Если используются другие гармонические составляющие, классификатор может использовать другие гармонические составляющие или по отдельности, или в комбинации с основной составляющей. Как представлено на фиг. 3F-3H, точки данных обычно могут подвергаться кластеризации на «мокрую» область 330 (камера с водой) и «сухую» область 332 (камера с небольшим количеством или без воды). Для проведения различий между этими двумя областями можно использовать классификатор, и поэтому устройство управления может обнаруживать, имеет ли место состояние отсутствия воды.

[0434] Как представлено на фиг. 3F, с помощью способа обнаружения отсутствия воды на основе только амплитуды отклика на добавочный сигнал можно определить границу 334 классификации, которая может представлять собой дугу, концентрическую с квадратурной диаграммой, так что все точки этой дуги представляют одну амплитуду при разных фазах. Состояние отсутствия воды могут указывать все точки данных, попадающие на ту сторону границы 334 классификации, которая расположена дальше от начала координат квадратурной диаграммы.

[0435] Как представлено на фиг. 3G, с помощью способа обнаружения отсутствия воды на основе только фазы отклика на добавочный сигнал можно определить другую границу 336 классификации, которая может представлять собой линию, выходящую из начала координат квадратурной диаграммы, так что все точки на этой линии представляют одну фазу при разных амплитудах. Состояние отсутствия воды могут указывать любые точки данных ниже границы 336 классификации.

[0436] Граница классификации, за которой имеется состояние отсутствия воды, также может представлять собой любую произвольную двумерную фигуру, учитывающую информацию и об амплитуде, и о фазе. Например, эта фигура может представлять собой окружность, эллипс, ломаную линию, линию, не выходящую из начала координат квадратурной диаграммы, дугу, не являющуюся концентрической с квадратурной диаграммой, или границу произвольной формы. На фиг. 3Н изображены две примерные двумерные фигуры 338, 340 границы классификации, учитывающие информацию как об амплитуде, так и о фазе. Если точка данных попадает в область справа от фигуры 338 или вне области, ограниченной фигурой 340, может быть обнаружено состояние отсутствия воды. Благодаря использованию информации как об амплитуде, так и о фазе можно улучшить границу классификации, так как точки данных могут находиться дальше от границы, чем в случае границ 334, 336 классификации, основанных только на амплитуде или фазе.

[0437] Положение и/или форму границы классификации можно определить с использованием любого подходящего способа, например многомерной регрессии, машинного обучения (например, машин опорных векторов) и/или других моделей обучения.

[0438] Возвращаясь к фиг. 3В, на этапе 318 принятия решения устройство управления может выполнять анализ обнаружения отсутствия воды путем вывода объема воды в камере увлажнителя на основе амплитуды сигнала температуры. Устройство управления может определять, находится ли определенная амплитуда выше порогового значения низкого уровня воды и/или отсутствия воды. На этапе 320, если определенная амплитуда выше порогового значения, устройство управления может выдавать предупреждение о низком уровне воды и/или отсутствии воды. Если определенная амплитуда не превышает пороговое значение, устройство управления может возвращаться к этапу 312.

[0439] Описанные в данном документе способы обнаружения, такие как этапы применения (например, подачи), приема и/или измерения, могут происходить непрерывно, независимо от того, превышает или нет амплитуда пороговое значение. Соответственно, этапы, описанные со ссылкой на фиг. 3А и 3D, продолжают действовать непрерывно так, что после вывода предупреждения о низком уровне воды и/или отсутствии воды на этапах 306, 320 соответственно, способы, представленные на фиг. 3А и 3В, могут возвращаться к первым этапам, которыми являются этап 302 на фиг. 3А и этап 312 на фиг. 3В.

[0440] На фиг. 4A изображена схема системы для реализации вышеописанных способов 300, 310. Как представлено на фиг. 4A, система 400 увлажнителя может представлять собой и/или может содержать любые из элементов вышеописанных систем 100, 200, 10, 1. Например, система 400 увлажнителя может содержать основной блок 402 нагревателя с нагревательной плитой 420, которая во время использования может находиться в контакте с проводящим основанием камеры 403 увлажнителя. Нагревательная плита 420 может содержать один или несколько нагревательных элементов для нагрева камеры 403 увлажнителя. Как описано выше, основной блок 402 нагревателя также может содержать один или несколько датчиков температуры нагревательной плиты (таких как по меньшей мере один терморезистор).

[0441] Блок управления системы 400 увлажнителя, который может быть расположен в корпусе основного блока 402 нагревателя, может содержать устройство 422 регулирования мощности нагревательной плиты для управления установившимся сигналом P_HP мощности нагревательной плиты с целью управления доставкой терапии с увлажнением. По причине внутренних ограничений отклика системы устройство регулирования нагревательной плиты и его выходной сигнал P_HP мощности являются медленными, и спектральный состав сигнала охватывает диапазон от постоянного тока до частоты приблизительно 0,005 Гц. Это показано на фиг. 4В, где спектральная энергия, связанная с откликами на управляющее воздействие, подвергнута кластеризации при низких частотах вблизи нижней части спектрограммы. Блок управления также может содержать генератор 424 сигналов, выполненный с возможностью генерирования и наложения на сигнал P_HP мощности нагревательной плиты добавочного, или характеристического, сигнала ΔP_WO снабжения энергией или мощности. Добавочный сигнал ΔP_WO может иметь удвоенную амплитуду от приблизительно 5 Вт до приблизительно 30 Вт, или от приблизительно 10 Вт до приблизительно 25 Вт, или от приблизительно 15 Вт до приблизительно 20 Вт, или приблизительно 16 Вт, или от приблизительно 5 Вт до 15 Вт, или от приблизительно 5 Вт до 10 Вт, или от приблизительно 7 Вт до 10 Вт, или приблизительно 8 Вт. В одном примере реализации удвоенная амплитуда составляет от приблизительно 5 Вт до приблизительно 30 Вт.

[0442] Добавочный сигнал ΔP_WO может иметь предварительно определенную частоту (например, от приблизительно 0,005 Гц до приблизительно 0,025 Гц, или имеет период от приблизительно 40 секунд до приблизительно 200 секунд, или от приблизительно 50 секунд до приблизительно 150 секунд, или от приблизительно 75 секунд до приблизительно 125 секунд, или приблизительно 100 секунд, или от приблизительно 0,0055 Гц до приблизительно 0,015 Гц, или от приблизительно 0,006 Гц до приблизительно 0,010 Гц, или приблизительно 0,00833 Гц, или имеет период приблизительно 120 секунд). Частота или частоты добавочного сигнала ΔP_WO могут отличаться от (например, быть выше или по меньшей мере в 1,5 раза выше) частоты сигнала P_HP мощности нагревательной плиты. Добавочный сигнал ΔP_WO суммируется с сигналом P_HP мощности нагревательной плиты для получения комбинированного сигнала P_HP’ мощности нагревательной плиты, аналогично частотному мультиплексированию двух сигналов. Защитная полоса частот в частотной области между сигналом P_HP мощности нагревательной плиты и добавочным сигналом ΔP_WO может облегчать разделение/демультиплексирование этих сигналов на более поздних этапах, как будет описано ниже.

[0443] На фиг. 4В изображена примерная форма сигнала температуры нагревательной плиты, T_HP’, в частотной области, как представлено на спектрограмме, а также во временной области, с добавочным сигналом ΔP_WO, имеющим период от приблизительно 40 секунд до приблизительно 200 секунд или от приблизительно 80 секунд до приблизительно 120 секунд. В одной примерной реализации период составляет 120 секунд. Полоса частот при приблизительно 1/120 Гц представляет собой составляющую, соответствующую добавочному сигналу ΔP_WO, добавленному поверх обычного сигнала P_HP управления нагревательной плитой. Как будет более подробно описано ниже, он может быть подвергнут полосовой фильтрации для получения сигнала ΔT_WO, направляемого в детектор 428 с целью определения наличия состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Полоса частот при приблизительно 2/120 Гц, являющаяся более слабой, чем полоса частот при приблизительно 1/120 Гц, представляет собой вторую гармонику добавочного сигнала ΔP_WO как артефакт выбранной формы подаваемого сигнала. Частотные характеристики от 0 Гц до приблизительно 0,005 Гц, которые имеют более высокую интенсивность, чем полоса частот при приблизительно 1/120 Гц, представляют обычные отклики устройства управления нагревательной плитой при запуске и во время состояния отсутствия воды.

[0444] Добавочный сигнал ΔP_WO может представлять собой любой периодический сигнал произвольной формы, такой как треугольная волна, квадратная волна, пилообразная волна или другие. Во избежание смещения обычного устройства управления нагревательной плитой и его вывода P_HP, эта форма сигнала имеет нулевое среднее. Однако поскольку суммарная мощность P_HP’ не может быть отрицательной, существует предел отрицательной амплитуды выбранной формы сигнала. Добавочный сигнал ΔP_WO может иметь асимметричную форму для увеличения (в некоторых случаях - доведения до максимума) передаваемой амплитуды для заданной отрицательной амплитуды и для улучшения отношения сигнал-шум. В дополнение такую форму добавочного сигнала ΔP_WO можно легко генерировать во время работы. Форма добавочного сигнала ΔP_WO также может иметь низкое содержание гармоник во избежание взаимных помех с устройством управления нагревательной плитой.

[0445] На фиг. 4С представлены примеры форм добавочных сигналов-кандидатов, простая треугольная волна и кубическая треугольная волна, после нормирования на нулевое среднее и имеющие одинаковую отрицательную амплитуду. Кубическая треугольная волна имеет соотношение 3:1 между положительной и отрицательной амплитудой по сравнению с отношением 1:1 для симметричных форм сигнала, таких как простая треугольная волна.

[0446] На фиг. 4D представлен спектральный состав двух форм сигналов-кандидатов, вычисленный посредством анализа Фурье. Видно, что кубическая треугольная волна доставляет почти удвоенную энергию на основной частоте при одной и той же отрицательной амплитуде за счет более высоких энергий на верхних гармониках. Эти гармоники могут создавать помехи для устройства управления нагревательной плитой. Однако, как показано на графике Боде (график переноса частоты) температуры нагревательной плиты на фиг. 4Е, более высокие частоты ослабляются сильнее, и поэтому верхние гармоники будут оказывать слабое и/или пренебрежимо малое влияние на управление температурой нагревательной плиты блоком управления.

[0447] Продолжая ссылаться на фиг. 4A, устройство управления может отправлять комбинированный сигнал P_HP’ мощности нагревательной плиты на нагревательную плиту 420 системы 400 дыхательного увлажнителя для снабжения энергией нагревательной плиты 420. Устройство управления может принимать сигнал(-ы) T_HP’ датчика температуры с датчика температуры нагревательной плиты. Сигнал(-ы) T_HP’ датчика температуры является(-ются) откликом на сигнал P_HP мощности нагревательной плиты и добавочный сигнал ΔP_WO. На фиг. 4F изображены примерная форма комбинированного сигнала P_HP’ и примерная форма сигнала T_HP’ датчика температуры.

[0448] По-прежнему со ссылкой на фиг. 4A, сигнал T_HP’ датчика температуры может быть демультиплексирован путем фильтрации (например, с помощью полосового фильтра 426). Возмущения, вызванные добавочным сигналом, можно отделить с помощью фильтра с получением установившегося сигнала T_HP температуры нагревательной плиты и возвратить в устройство 422 регулирования мощности нагревательной плиты для поддержания нормальной работы системы 400 дыхательного увлажнителя. Температурный сигнал ΔT_WO обратной связи (который может быть получен путем полосовой обработки T_HP’ с помощью фильтра 426) с такой же основной частотой, как добавочный сигнал ΔP_WO, может быть введен в детектор 428, который может выполнять любой подходящий алгоритм обнаружения отсутствия воды.

[0449] На фиг. 4G изображен примерный фильтр, представляющий собой фильтр второго порядка с бесконечной импульсной характеристикой (IIR) для разделения сигнала T_HP температуры нагревательной плиты и температурного сигнала ΔT_WO обратной связи. Фильтр IIR может представлять собой полосовой фильтр для получения сигнала ΔT_WO обратной связи или полосовой заградительный фильтр для получения установившегося сигнала T_HP температуры нагревательной плиты. Для выполнения данной фильтрации могут быть реализованы фильтры разных типов, такие как фильтры с конечной импульсной характеристикой (FIR) или каскадные интегрально-гребенчатые (CIC) фильтры. Устройство управления также может необязательно выполнять многоскоростную обработку, при которой дискретизация может не происходить каждую секунду для снижения вычислительной рабочей нагрузки.

Примерные измерения температуры терморезисторами нагревательной плиты

[0450] Температуру нагревательной плиты можно измерить одним терморезистором, и сопротивление этого терморезистора связано с температурой. Температуру нагревательной плиты можно необязательно измерить двумя терморезисторами. Блок управления выполнен может принимать один входной сигнал от двух терморезисторов.

[0451] Терморезисторы могут измерять температуру с использованием схемы делителя напряжения и измерения изменения напряжения в результате изменения сопротивления на терморезисторе. Сопротивление терморезисторов изменяется по мере изменения температуры. Сопротивление терморезисторов коррелирует с изменением напряжения на терморезисторах. Это напряжение на терморезисторах пропускают на вход ADC микроконтроллера, такого как микроконтроллер блока управления. Блок управления может преобразовывать показания напряжения в значения температуры с использованием вычислительных моделей (таких как полиномиальные уравнения или другие) на основе технического описания терморезистора(-ов). Вычисление температуры по показаниям напряжения может быть более эффективным, чем преобразование показаний напряжения обратно в значение сопротивления для нахождения соответствующего значения температуры из справочной таблицы.

Примерные алгоритмы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды

[0452] Примерные алгоритмы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды, которые могут выполняться на последнем этапе в вышеописанных способах 300, 310, будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 5A. Блок управления может преобразовывать амплитуду и/или фазу сигнала обратной связи в числовую оценку. При достижении пороговой числовой оценки активации для состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды блок управления может выдавать извещение о низком уровне воды и/или отсутствии воды и/или активировать предупреждение о низком уровне воды и/или отсутствии воды путем вывода двоичного значения «1». Когда пороговая числовая оценка падает ниже порогового значения деактивации, блок управления может деактивировать предупреждение о низком уровне воды и/или отсутствии воды путем вывода двоичного значения «0».

[0453] Как представлено на фиг. 5A, на этапе 502 блок управления может отсекать пиковые отклонения в показаниях температуры, чтобы отбрасывать ложные показания, возникающие вследствие переходных событий. Его пороговое значение задано немного за амплитудой нормального сигнала так, что нормальные отклики не затрагиваются, при этом ослабляются воздействия выбросов ниже по потоку. Быстрые переходы и/или пиковые отклонения могут быть вызваны такими событиями, как инициализация фильтра, звон фильтра, физические возмущения, наполнение камеры увлажнителя водой и/или т. п. Быстрые переходы могут иметь богатое содержание гармоник (например, дельта-импульс Дирака может обладать энергией на всех частотах) и могут вызывать резкие пиковые отклонения в числовой оценке и/или ложные предупреждения об отсутствии воды. Для повышения селективности фильтра, сокращения групповой задержки и/или уменьшения эффекта звона фильтра также можно оптимизировать коэффициент добротности в полосовом фильтре. Например, для уменьшения звона можно выбрать полосовой фильтр с низким коэффициентом добротности.

[0454] На этапе 504, после приема температурного сигнала ΔT_WO обратной связи, блок управления может измерять амплитуду температурного сигнала ΔT_WO обратной связи. Устройство управления может измерять амплитуду подобно операции определения среднеквадратического значения (RMS) путем возведения в квадрат мгновенных значений температурного сигнала ΔT_WO обратной связи и усреднения возведенных в квадрат значений с использованием расположенного ниже по потоку фильтра нижних частот. Устройство управления также может необязательно вычислять среднеквадратическое значение среднего значения для получения истинного значения RMS. Однако это может не быть необходимым, и этап извлечения квадратного корня можно опустить, что может снизить вычислительную нагрузку блока управления.

[0455] Как представлено на фиг. 5A, на этапе 506 для усреднения мгновенных значений амплитуды, полученных на этапе 502, может применяться фильтр нижних частот (такой как фильтр IIR).

[0456] На этапе 506 блок управления также может использовать меры подавления помех для предотвращения реакции фильтра на быстрые переходные пиковые отклонения, которые могут приводить к срабатыванию ложноположительных предупреждений об отсутствии воды. Мера подавления помех может включать выборочное замедление обновления фильтра, когда нагревательная плита не находится при заданном значении температуры. Выборочного замедления можно добиться путем умножения погрешности управления по температуре (ε_HP) нагревательной плиты на коэффициенты фильтра для вывода значений, близких к предыдущему значению, когда ε_HP является большой.

[0457] На этапе 508 блок управления может применять пороговый дискриминатор (такой как простой пороговый дискриминатор с гистерезисом), который может определять, выше или ниже пороговой границы находится числовая оценка, полученная после этапа 506. Пороговая граница может представлять собой эквивалент 0,17 градуса RMS (2 d.p.) или любую другую подходящую границу. Блок управления может выдавать извещение о низком уровне воды и/или отсутствии воды и/или запускать предупреждение (такое как визуальная и/или звуковая подсказка или другие), когда числовое значение, полученное после этапа 506, превышает пороговую границу. На фиг. 5В изображены примерные оценки отсутствия воды при возникновении ситуации отсутствия воды. Как представлено на фиг. 5В, устройство управления может активировать предупреждение об отсутствии воды, когда оценка отсутствия воды превышает приблизительно 10.

Примерные дополнительные определения амплитуды сигнала температуры

[0458] На этапе 502 вышеописанных примерных алгоритмов амплитуду температурного сигнала ΔT_WO обратной связи также можно необязательно определять с использованием принципов, подобных синхронному детектору (гомодину). В частности, согласованную фильтрацию можно выполнить путем свертки сигнала ΔT_WO обратной связи с добавочным сигналом ΔP_WO, содержащим информацию и об амплитуде, и о фазе. Это позволяет обработать все гармоники одновременно и может обеспечивать повышенную эффективность распознавания. Сигналы с множеством частот можно обрабатывать одновременно. Блок управления может необязательно вычислять амплитуду температурного сигнала ΔT_WO обратной связи с помощью согласованной фильтрации без определения фазы, чтобы снижать вычислительную нагрузку блока управления.

[0459] Амплитуду температурного сигнала ΔT_WO обратной связи можно также необязательно определить с использованием реализации пикового детектора с утечкой (пикового детектора с контролируемой утечкой), подобного электронной схеме, представленной на фиг. 6. Когда амплитуда температурного сигнала ΔT_WO обратной связи является высокой, конденсатор заряжается до согласования с пиком. Когда амплитуда температурного сигнала ΔT_WO обратной связи является низкой, конденсатор медленно разряжается. Значения сопротивления резистора и емкости конденсатора можно выбрать так, чтобы контролировать время, которое требуется конденсатору для разрядки и реакции на перепады амплитуды. Амплитуда, при которой конденсатор заряжается, указывает максимальную амплитуду температурного сигнала ΔT_WO обратной связи.

Примерный сброс сигнала предупреждения

[0460] После вывода предупреждения о низком уровне воды и/или отсутствии воды блок управления может сбрасывать предупреждение иначе, чем на основе числовой оценки отсутствия воды, то есть ожидания двоичного вывода «0» из алгоритма обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Фильтр нижних частот на этапе 506 выбирают медленным во избежание ложной активации вследствие переходных состояний. Это может приводить к тому, что оценка отсутствия воды остается высокой в течение некоторого промежутка времени после пополнения водой. Поэтому использование оценки отсутствия воды для сброса сигнала предупреждения об отсутствии воды может являться медленным (например, затухание сигнала температуры составлять порядка нескольких минут).

[0461] Блок управления может необязательно сбрасывать сигнал предупреждения об отсутствии воды путем отслеживания перепада температуры в нагревательной плите ниже заданного значения (например, если T_HP < (T_{HP_SETPOINT} - 3°C)). Это условие сброса может позволять блоку управления иметь приблизительно 30-секундное время обнаружения при пополнении камеры увлажнителя холодной водой. При нормальной работе устройство регулирования температуры нагревательной плиты поддерживает нагревательную плиту близкой к заданному значению. Поэтому перепад температуры нагревательной плиты можно использовать для обнаружения пополнения холодной водой, поскольку ни один другой сценарий не вызвал бы столь быстрого падения температуры нагревательной плиты. Этот способ может иметь другое время обнаружения при пополнении камеры увлажнителя водой более высокой температуры. В качестве пороговых значений в условии сброса могут также использоваться значения, отличные от 3°C. Это условие сброса может являться более эффективным, чем ожидание затухания сигнала, чтобы блок управления вернул двоичное выходное значение «0».

[0462] Описанные в данном документе системы и способы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды могут быть более преимущественными, чем обнаружение отсутствия воды на основе определений теплопроводности, которые обычно зависят от показаний других датчиков температуры, скорости потока газов и других. Как разъяснено ниже, настоящее описание обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды обеспечивает более раннее обнаружение состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды, более точное и/или надежное обнаружение состояний низкого уровня воды и/или отсутствия воды и требует меньшего количества измерительных компонентов.

[0463] Описанные а данном документе системы и способы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды могут быть независимыми от изменений скорости потока. Изменения скорости потока могут изменять рабочий режим по постоянному току (то есть установившийся) передаточной функции нагревательной плиты (например, для поддержания температуры при более интенсивных потоках требуется больше мощности, что приводит к уменьшению коэффициента усиления по постоянному току (°C/Вт)), но не будут влиять на высокочастотные компоненты, в которых существует добавочный сигнал. Как представлено на фиг. 7, изменения в коэффициентах усиления температуры нагревательной плиты являются пренебрежимо малыми на более высоких частотах, при которых применяется алгоритм обнаружения низкого уровня и/или отсутствия воды. Система дыхательного увлажнителя также может быть более точной при обнаружении состояния отсутствия воды в случаях неинвазивной терапии со слабым потоком (например, при потоке неинвазивной педиатрической терапии менее приблизительно 10 л/мин) или инвазивной терапии с чрезвычайно слабым потоком (например, инвазивной терапии новорожденных при менее чем приблизительно 5 л/мин).

[0464] Описанные а данном документе системы и способы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды также могут быть независимыми от управления нагревательной плитой. Для способа обнаружения отсутствия воды не требуется прерывание нормальной работы системы. Характеристики камеры увлажнителя при конкретной частоте используются вместо всей передаточной функции, чтобы обнаруживать состояние низкого уровня воды и/или отсутствия воды, что снижает подверженность ошибкам и повышает гибкость способов обнаружения. Добавочный сигнал может быть мультиплексирован, а затем демультиплексирован из сигнала управления нагревательной плитой с помощью частотного разделения. Данный процесс (де)мультиплексирования может быть прозрачным и может не создавать помех для устройства управления нагревательной плитой, используемого для обеспечения влажности. Поэтому, в отличие от некоторых способов обнаружения, требующих прерывания нормальной работы системы, способ обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды, описанный в данном документе, может работать непрерывно. Способ обнаружения отсутствия воды также не включает сложных переходов состояния и/или условий срабатывания.

[0465] Так как способ обнаружения отсутствия воды может непрерывно измерять удельную теплоемкость камеры увлажнителя и выдавать числовую оценку, блок управления также может сравнивать числовую оценку отсутствия воды с разными пороговыми границами. Разные пороговые границы могут обеспечивать возможность блоку управления также необязательно предоставлять потенциальные предостережения, такие как предостережение «Низкий уровень воды» до фактического возникновения ситуации отсутствия воды.

[0466] Описанный в данном документе способ обнаружения отсутствия воды также может обеспечивать возможность наблюдения характеристического отклика, так что блок управления может проводить различие между разными типами камер увлажнителя и/или обнаруживать отсутствие сцепления камеры с основным блоком нагревателя.

Обзор примерных систем обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды

[0467] Как описано в настоящем документе, некоторые примерные способы обнаружения состояний низкого уровня воды и/или отсутствия воды в камере увлажнителя частично основаны на измерениях температуры нагревательной плиты. Однако наличие других компонентов нагревательной плиты в сборе могут приводить к потерям энергии и/или низким тепловым КПД так, что измеренная температура T_HP (температура нагревательной плиты) не соответствует истинной температуре нагревательной плиты для заданной мощности, предоставленной на нагревательный элемент нагревательной плиты в сборе. В некоторых альтернативных конфигурациях в качестве представления температуры воды или приближения температуры воды можно использовать температуру нагревательной плиты. Это снижает точность методики обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Кроме того, дополнительные потери, вызванные слабым тепловым контактом между различными компонентами нагревательной плиты в сборе, могут вносить вклад в неточность обнаружения состояния низкого уровня воды и/или отсутствия воды. На фиг. 8А и 8В схематически изображены примерные системы или схемные модели 800, 801 для содействия пониманию того, как уменьшить влияние паразитных емкостных элементов и/или сопротивлений в обнаружении низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Системы 800, 801 также могут быть выполнены с возможностью увеличения или максимального увеличения обнаружения емкости воды. Системы 800, 801 могут быть выполнены с возможностью улучшения тепловой связи компонентов нагревательной плиты, в том числе нагревательного элемента, верхней нагревающей плиты и нижней плиты, и улучшения контакта между камерой увлажнителя и нагревательной плитой.

[0468] Системы 800, 801 могут измерять коэффициент усиления передаточной функции на конкретной частоте, как видно в точке T_HP измерения температуры нагревательной плиты. Этот коэффициент усиления может коррелировать с наличием или недостатком воды (или, в случае необходимости, с удельной теплоемкостью).

[0469] Как можно наблюдать в системах 800, 801, в коэффициент усиления могут вносить вклад все компоненты, находящиеся в точке измерения температуры нагревательной плиты или ниже по потоку от нее. Эффективная электрическая модель всей системы обеспечивает лучшее понимание общего коэффициента усиления системы, в том числе паразитных емкостей и сопротивлений. В дополнение к емкости C_воды эти компоненты также включают емкости C_{нагревательнойПлиты}, C_камеры, а также сопротивления θ2 (контакт нагревательной плиты с камерой) и θ3 (контакт камеры с водой). Сопротивление θ_{испарения} воды изменяет рабочий режим по постоянному току, но не оказывает значительного влияния на передаточную функцию при высоких частотах. В дополнение, в системе 801 все компоненты с обеих сторон от точки измерения температуры нагревательной плиты могут влиять на наблюдаемое значение температуры на нагревательной плите. Каждую ступень в системе 801 (например, верхнюю нагревающую плиту, камеру увлажнителя и т. д.) можно рассматривать как резистивно-емкостную (RC) ступень (см. фиг. 8С), ослабляющую сигнал повышения температуры по мере того, как тепло распространяется к воде внутри камеры. Это создает установившиеся разности температуры в разных точках измерения (ослабление при постоянном токе), а также фильтрацию нижних частот и/или дополнительное ослабление на высоких частотах.

[0470] Может быть желательно свести к минимуму эти дополнительные паразитные составляющие (такие как C_{нагревательнойПлиты}, C_камеры, θ2 и θ3), чтобы измерять только вклад от C_воды. Например, если составляющие С являются большими (например, C_{камеры,} в случае камеры с толстым металлическим основанием, или C_{нагревательнойПлиты}, C_{верхнейПлиты} и/или C_{нижнПлиты}) по сравнению с C_воды, изменения коэффициента усиления, вызванные C_воды, будут меньше, поскольку будет иметь место разность между, например, 10 и 15 вместо 0 и 5. Аналогично, если велико тепловое сопротивление составляющих θ (например, θ2 или θ3), C_воды становится в большей степени отвязанной от измерения температуры нагревательной плиты. В результате изменения, вызванные C_воды, могут оказывать меньшее влияние на измеренный коэффициент усиления. Увеличенные паразитические составляющие снижают точность способа обнаружения отсутствия воды, поскольку подаваемый характеристический сигнал снабжения энергией теряется в паразитических составляющих. Точность и эффективность способа обнаружения отсутствия воды уменьшается по причине потери сигнала или ослабленного приема водой характеристического сигнала снабжения энергией. На фиг. 8B представлена более подробная модель системы. На фиг. 8B представлено, что нагревательную плиту можно смоделировать как нагревательный элемент, верхнюю нагревающую плиту и нижнюю плиту. Каждый элемент в системе моделируют как схему RC. Как можно увидеть на фиг. 8B, нижнюю плиту моделируют как резистор и емкость. Нагревательный элемент и верхнюю нагревающую плиту моделируют подобным образом.

[0471] Как представлено на фиг. 8С, взаимодействие между этими резистивными и емкостными составляющими в системах, представленных на фиг. 8А и 8В, образуют RC-фильтры для ослабления высокочастотных сигналы путем введения полюса для каждой RC-ступени. Полоса пропускания для RC-фильтра первого порядка связана с его постоянной времени, τ=RC. Она отображает время на достижение выводом 63% ввода, а также является обратной его полосе пропускания в радианах в секунду. На высоких частотах фильтр с малой постоянной времени оказывает минимальное воздействие, но большая постоянная времени может оказывать большее ослабляющее воздействие. Низкое значение τ является желательным в паразитных составляющих, чтобы позволять более прямо передавать в воду в камере увлажнителя высокочастотную энергию сигнала, подаваемого в способах обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды. Большая постоянная времени может вызывать ослабление подаваемого сигнала, что приводит к более низкой амплитуде обратной связи подаваемого сигнала.

[0472] Для уменьшения τ можно уменьшить значения составляющих R и/или составляющих C. Уменьшение значения C может быть достигнуто путем снижения C_{нижнПлиты} и C_{верхнейПлиты} (например, с использованием меньшего количества материала в верхней и/или нижней плите). Уменьшения значения R (то есть θ1a, θ1b и θ1c) можно добиться путем улучшения передачи тепловой энергии. Как будет более подробно описано ниже, для усиления тепловой связи нагревательного элемента с верхней нагревающей плитой и нижней плитой можно добавить электроизоляционный материал, являющийся податливым. Электрический изолятор является проводником тепла. Использование податливого изолятора уменьшает составляющую R путем усиления тепловой связи между элементами системы, в частности между компонентами нагревательной плиты в сборе. Уменьшенное значение R нагревательной плиты в сборе позволяет требовать меньшей формы волны характеристического сигнала снабжения энергией для обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды (а поэтому и меньше вероятность отсечения на более низких уровнях мощности, как показано на фиг. 8D) для достижения такой же амплитуды сигнала обратной связи.

[0473] На фиг. 8D изображено примерное отсечение подаваемого характеристического сигнала снабжения энергией. Хотя на фиг. 8D представлена синусоидальная волна, принцип уменьшающего отсечения в равной мере применим и к сигналам других форм, таким как сигнал кубической треугольной формы. С использованием нагревательной плиты, описанной в данном документе, не может быть достигнута отрицательная мощность. Таким образом, отрицательные значения мощности отсекают. В некоторых случаях большая положительная мощность может быть отсечена, если достигается предел источника питания. Описанный увлажнитель обычно работает от сети электропитания или может содержать аккумуляторный источник питания. Рабочий диапазон мощности может не приводить к отсечению положительных значений мощности. Для уменьшения степени отсечения отрицательная амплитуда |min(P_wave)| подаваемого характеристического сигнала снабжения энергией может поддерживаться на уровне меньше низшей устоявшейся мощности в ходе нормального использования |P_ss|. Более низкая устоявшаяся мощность может возникать, например, в ситуациях более слабого потока. Однако, с другой стороны, большая амплитуда характеристического сигнала снабжения энергией (например, больший вводимый сигнал) может улучшать отношение сигнал-шум и улучшать определение и/или измерение сигнала обратной связи. Для учета потерь и получения сигнала обратной связи может существовать потребность в большем подаваемом сигнале. Дополнительное увеличение амплитуды сигнала обратной связи, или улучшение отношения сигнал-шум, может способствовать обнаружению отсутствия воды. Больший подаваемый сигнал также может требоваться по причине тепловых потерь в различных компонентах нагревательной плиты. Электроизоляционный материал может повышать тепловую реакцию характеристического сигнала снабжения энергией при заданной амплитуде сигнала. Другими словами, он позволяет меньшей амплитуде характеристического сигнала снабжения энергией достигать такой же величины тепловой реакции, что уменьшает шансы отсечения подаваемого сигнала.

[0474] На фиг. 9 изображена примерная нагревательная плита 900 в сборе, такая как описана в международной патентной заявке № WO2015038014A1. Как представлено на фиг. 9A, нагревательная плита 900 в сборе может содержать, среди прочего, верхнюю нагревающую плиту 910, нижнюю плиту 920, подузел 930 нагревательного элемента и единственный изоляционный лист 940 между подузлом 930 нагревательного элемента и верхней нагревающей плитой 910. Изоляционный лист 940 может представлять собой полиэфирэфиркетонный (РЕЕК) материал или гибкий и податливый материал теплового взаимодействия, описанный в данном документе. «Податливый» в настоящем описании может относиться к способности материала быть мягким, сжимаемым и/или способным приспосабливаться к форме поверхности так, что материал может замещать воздушные зазоры между поверхностями, между которыми зажат этот материал (см., например, материал 1338 теплового взаимодействия на фиг. 13B и 13D). Изоляционный лист 940 также может являться эластичным, что может позволять изоляционному листу 940 воспринимать усилия сдвига и перемещение(-я) верхней нагревающей плиты и/или нижней плиты.

[0475] На фиг. 9А изображена другая примерная нагревательная плита 900 в сборе с теплопередачей, улучшенной по меньшей мере посредством использования по меньшей мере слоя материала теплового взаимодействия, такого как материал теплового взаимодействия, используемый в электроизоляционном листе 940 или листе 941. На фиг. 9B-9D изображена нагревательная плита 900 в сборе, представленная на фиг. 9A, в собранном виде (без изображения проводов для соединения с источником питания). Использование материала теплового взаимодействия улучшает связь нагревательной плиты с камерой увлажнителя, что позволяет уменьшить амплитуду формы волны подаваемого характеристического сигнала снабжения энергией. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность реализации описанных в данном документе способов обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды на менее высоких уровнях мощности, например в сценариях со слабым потоком, низкой влажностью и/или отсутствием камеры. Кроме того, использование материала теплового взаимодействия улучшает тепловую связь компонентов нагревательной плиты, что ведет к более эффективной передаче значительной части (или всего) тепла, вырабатываемого подузлом нагревательного элемента, на верхнюю нагревающую плиту и в воду в камере увлажнителя.

[0476] Как представлено на фиг. 9A, нагревательная плита 900 в сборе может содержать, среди прочего, верхнюю нагревающую плиту 910, нижнюю плиту 920, подузел 930 нагревательного элемента, изоляционный лист 940 и лист 941. Изоляционный лист 940 может представлять собой электрический изолятор для предотвращения короткого замыкания и/или передачи тока на верхнюю нагревающую плиту 910 и/или нижнюю плиту 920, что может создавать риск поражения электрическим током. Лист 941 может быть или не быть электроизоляционным (то есть лист 941 может быть или не быть электропроводным). Изоляционный лист 940 или лист 941 может содержать один лист РЕЕК и один податливый материал теплового взаимодействия. В одной конфигурации изоляционный лист 940 и лист 941 могут оба представлять собой мягкий, податливый материал теплового взаимодействия, который может быть прикреплен болтами к узлу 900 нагревательной плиты и, таким образом, может перемещаться в боковом направлении или предпочтительно может перемещаться во всех направлениях для улучшения тепловой связи (то есть теплового контакта) между нагревательным элементом и компонентами нагревательной плиты в сборе, в том числе верхней нагревающей плитой и нижней плитой. Верхняя нагревающая плита 910 и нижняя плита 920 могут быть жесткими. Верхняя нагревающая плита 910 может быть по меньшей мере частично подвержена воздействию окружающего воздуха, когда не используется. Например, верхняя поверхность верхней нагревающей плиты 910 может быть по меньшей мере частично открыта воздействию окружающего воздуха, когда камера увлажнителя не расположена на основании нагревателя. Когда камера увлажнителя расположена на основании нагревателя, верхняя поверхность верхней нагревающей плиты 910 может контактировать с нижней поверхностью (то есть основанием) камеры увлажнителя. Верхняя нагревающая плита 910 может быть выполнена из теплопроводного материала. Нижняя поверхность камеры увлажнителя также может содержать теплопроводный материал. Верхняя нагревающая плита 910 и нижняя плита 920 могут содержать металлический материал, такой как алюминий. Дополнительные подробности примерных компонентов нагревательной плиты в сборе описаны в международной патентной заявке № WO2015038014A1, которая полностью включена в данный документ посредством ссылки.

[0477] На фиг. 9E изображен примерный подузел 930 нагревательного элемента. Подузел 930 нагревательного элемента может содержать один или несколько слоев электрической изоляции, при этом нагревательный элемент расположен между ними. Нагревательный элемент может содержать одну или несколько нитей накала, намотанных на непроводящий сердечник. Как представлено на фиг. 9E, подузел 930 нагревательного элемента может содержать провода 936 для соединения нагревательного элемента с источником питания. Подузел 930 нагревательного элемента также может содержать первый слой электрической изоляции 932 и второй слой электрической изоляции 934. Возможно, что физическая плита, которая также представляет собой собственно нагревательный элемент, может полностью исключать составляющие θ1a-b (см. фиг. 8B). Однако слои электрической изоляции могут повышать безопасность, поскольку нагревательный элемент получает питание от электрической сети. Каждый из множества слоев изоляции 932, 934 может обеспечивать электрическую изоляцию и теплопроводность. Множество слоев изоляции 932, 934 может быть выполнено из слоев слюды или других листовых электрических изоляторов, таких как силикон, полиэфирэфиркетон (РЕЕК) или полиимид (например, Kapton, зарегистрированная торговая марка «E. I. du Pont de Nemours and Co.»). Слои изоляции 932, 934 могут быть приклеены или иначе закреплены на подузле 930 нагревательного элемента и являются неподвижными относительно других компонентов нагревательной плиты 900 в сборе. Дополнительные слои изоляции могут необязательно быть приклеены липкой лентой или закреплены иначе. Слои изоляции 932, 934 могут быть негибкими или жесткими. Слои изоляции 932, 934 могут иметь одинаковую толщину или, альтернативно, разную толщину, при этом один слой может быть толще, чем другой. Например, один или несколько слоев изоляции могут иметь толщину более чем приблизительно 0,4 мм или менее чем приблизительно 0,4 мм. В подузел 930 нагревательного элемента может быть включен третий слой электрического изолятора (не представлен на фиг. 9E). Например, третий слой может быть расположен смежно со вторым слоем 934 или смежно с первым слоем 932.

[0478] В некоторых конфигурациях подузел 930 нагревательного элемента содержит лист слюды с обеих сторон от подузла 930. Лист слюды и изоляционный лист 940 или лист 941 могут обеспечивать двойную электрическую изоляцию между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой 920.

[0479] Изоляционный лист 940 или лист 941 может являться податливым или гибким (например, имеющим значение твердости по Шору 00, например, без ограничения, от приблизительно 50 до приблизительно 100, или от приблизительно 70 до приблизительно 90, или в одном примере приблизительно 80). Изоляционный лист 940 или лист 941 может содержать материал теплового взаимодействия на основе силикона, армированный стекловолокном, при этом податливый материал имеет гладкую поверхность. Изоляционный лист 940 может являться нелипким на обеих сторонах листа. Изоляционный лист 940 и лист 941 могут быть выполнены из одного материала или из разных материалов.

[0480] Примеры изоляционного листа 940 или листа 941 могут включать, например, без ограничения, Sil-Pad A1200, Sil-Pad 900S, Sil-Pad A2000 или Gap Pad VO производства «Bergquist» или Tgon 805-A0 (без адгезива) или Tgon 805-A1 (с односторонним адгезивом) производства «Laird Technologies».

[0481] Изоляционный лист 940 или лист 941 может содержать или не содержать адгезив. Материалы теплового взаимодействия могут соответствовать требованиям стандартов IEC 60601-1, например, иметь минимальное напряжение пробоя, например, без ограничения, по меньшей мере 4 кВ переменного тока, или по меньшей мере 5 кВ переменного тока, или по меньшей мере 6 кВ переменного тока. Изоляционный лист 940 или лист 941 может иметь толщину, например, но без ограничения, от приблизительно 0,002 дюйма (0,05 мм) до приблизительно 0,04 дюйма (1,02 мм), или приблизительно 0,002 дюйма (0,05 мм), приблизительно 0,003 дюйма (0,08 мм), приблизительно 0,005 дюйма (0,13 мм), приблизительно 0,006 дюйма (0,15 мм), приблизительно 0,009 дюйма (0,23 мм), приблизительно 0,012 дюйма (0,31 мм), приблизительно 0,015 дюйма (0,38 мм), приблизительно 0,016 дюйма (0,41 мм), приблизительно 0,018 дюйма (0,46 мм), приблизительно 0,02 дюйма (0,51 мм), приблизительно 0,025 дюйма (0,64 мм), приблизительно 0,03 дюйма (0,76 мм) или приблизительно 0,04 дюйма (1,02 мм). Изоляционный лист 940 или лист 941 может обеспечивать электрическую изоляцию и также может улучшать теплопроводность (например, без ограничения, иметь теплопроводность приблизительно 1,8 Вт/(м·К)) между нагревательным элементом 930 и верхней нагревающей плитой. Податливый изоляционный лист 940 может улучшать теплопроводность, приспосабливаясь к форме между нагревательным элементом 930 и верхней нагревающей плитой 910, чтобы делать лучше тепловую связь нагревательного элемента 930 с верхней нагревающей плитой 910. Изоляционный лист 940 или лист 941 также может скользить или поступательно перемещаться относительно негибкого или жесткого слоя изоляции 934, для того чтобы заполнять любые зазоры между подузлом 930 нагревательного элемента и верхней нагревающей плитой 910. Улучшенная тепловая связь между подузлом 930 нагревательного элемента и верхней нагревающей плитой 910 может улучшать способ отсутствия воды.

[0482] Дополнительные подробности примерных нагревательных плит в сборе с улучшенной тепловой связью будут описаны со ссылкой на фиг. 10-19F, где на фиг. 10 изображена компоновка без материала теплового взаимодействия. На фиг. 10 изображена многослойная компоновка 1000 нагревательной плиты с двойной изоляцией. «Двойная изоляция» относится к двум отдельным, дискретным слоям изоляционного материала между нагревательным элементом и каждой из плит. Изоляция представляет собой электрическую изоляцию. На фиг. 10 первое приспособление двойной электрической изоляции представляет собой один слой 1036 слюды и слой 1038 РЕЕК между нагревательным элементом 1035 и верхней нагревающей плитой 1010. Второе приспособление двойной электрической изоляции представляет собой два слоя 1032, 1034 слюды между нагревательным элементом 1035 и нижней плитой 1020. Два отдельных слоя изоляционного материала могут обеспечивать избыточность, то есть в случае отказа одного слоя имеется второй слой изоляционного материала. В нагревательных плитах в сборе с материалом теплового взаимодействия первое приспособление двойной электрической изоляции может представлять собой один слой слюды и материал теплового взаимодействия между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой. Имеется множество различных перестановок и комбинаций изоляционных листов, которые могут быть приспособлены для получения двойной электрической изоляции. В некоторых конфигурациях имеется более двух изоляционных листов. Верхняя нагревающая плита 1010 может содержать углубление для приема нагревательного элемента 1035, располагающегося между первым и вторым изоляционными слоями 1032, 1034 на стороне, обращенной к нижней плите 1020, и третьим и четвертым изоляционными слоями 1036, 1038 на стороне, обращенной к верхней нагревающей плите 1010. Первый, второй и третий слои 1032, 1034, 1036 могут содержать листы слюды. Четвертый слой 1038 может содержать гибкий/податливый материал теплового взаимодействия. В альтернативной конструкции четвертый слой 1038 может содержать лист РЕЕК. Податливый материал теплового взаимодействия является предпочтительным по причине его способности перемещаться и приспосабливаться к форме верхней и нижней плит, а также его способности сжиматься, так что материал теплового взаимодействия может заполнять воздушные зазоры между различными компонентами, между которыми он размещен, с целью улучшения теплового контакта. Нижняя плита 1020 может в целом иметь равномерную толщину (например, в целом иметь форму диска) и может быть размещена смежно с первым слоем изоляции 1032. Внешний край нижней плиты 1020 может контактировать с верхней нагревающей плитой 1010.

[0483] Нагревательная плита в сборе может необязательно иметь один слой податливого материала теплового взаимодействия. Этот один слой может быть расположен между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой. Этот один слой податливого материала теплового взаимодействия может иметь толщину, достаточную для обеспечения необходимой электрической изоляции. Альтернативно слой податливого материала теплового взаимодействия можно использовать с дополнительным электроизоляционным слоем, описанным где-либо в данном документе. Нагревательная плита в сборе также может иметь два слоя податливого материала теплового взаимодействия.

[0484] На фиг. 11 изображена примерная многослойная компоновка 1100 нагревательной плиты с улучшенной тепловой связью компонентов нагревательной плиты. Достигается улучшенная тепловая связь и при этом по-прежнему достигается необходимая электрическая изоляция. Многослойные компоновки предоставляют приспособление двойной электрической изоляции, чтобы электрически изолировать каждую плиту от нагревательного элемента для предотвращения поражений током. Верхняя нагревающая плита 1110 может содержать углубление для приема нагревательного элемента 1135, располагающегося между первым и вторым изоляционными слоями 1132, 1134 на стороне, обращенной к нижней плите 1120, и третьим и четвертым изоляционными слоями 1136, 1138 на стороне, обращенной к верхней нагревающей плите 1110. Первый, второй и третий слои 1132, 1134, 1136 могут содержать листы слюды. Четвертый слой 1138 может содержать материал теплового взаимодействия, который может представлять собой материал вышеописанного листа 940 или 941. Как представлено на фиг. 12A, изоляционный слой А (который может представлять собой четвертый слой 1138 на фиг. 11) расположен на обратной стороне верхней нагревающей плиты 1210 и выполнен с возможностью нахождения в контакте с подузлом нагревательного элемента. Четвертый слой 1138 или изоляционный слой А из материала теплового взаимодействия может улучшать контакт между верхней нагревающей плитой и подузлом нагревательного элемента.

[0485] Как представлено на фиг. 11, отдельный слой материала 1139 теплового взаимодействия может быть расположен на границе раздела верхней нагревающей плиты 1110 и нижней плиты 1120. Два слоя материала 1138, 1139 теплового взаимодействия могут представлять собой изоляционный лист 940 или лист 941, представленные на фиг. 9A. Отдельный слой 1139 может быть электроизоляционным, но необязательно является электроизоляционным (то есть может являться электропроводным). Отдельный слой 1139 также представлен в примере как изоляционный слой В на фиг. 12A. Слой В может быть расположен на приподнятой поверхности на обратной стороне верхней нагревающей плиты 1210. Слой 1139, или В, может увеличивать площадь поверхности контакта между верхней нагревающей плитой и нижней плитой. Второй слой 1139 также может содержать вырез, или отверстие, для размещения нагревательного элемента. Второй слой 1139 может быть выполнен из того же материала, что и первый слой 1138. Слои 1138, 1139 имеют форму изоляционного листа 940 или листа 941, представленных на фиг. 9A. Второй слой 1139 расположен между верхней нагревающей плитой 1110 и нижней плитой 1120. Слой 1139 расположен между верхней нагревающей плитой 1110 и нижней плитой 1120, когда нагревательная плита 1100 в сборе соединена болтами. Альтернативно слой 1139 может быть приклеен на обратной стороне верхней нагревающей плиты 1110. Слой 1139 имеет отверстия в слое 1139 для размещения выемки для терморезистора и отверстий для болтов, например выемки 1211 для терморезистора и отверстий 1219 для болтов, представленных на фиг. 12В. На фиг. 12B-12C, 12F и 12J изображена обратная сторона верхней нагревающей плиты 1210 без изоляционных слоев. Штриховая линия 1213 отображает периметр нижней плиты 1220, представленной на фиг. 12D и 12Е, выполненной с возможностью нахождения в контакте с верхней нагревающей плитой 1210. Обратная сторона верхней нагревающей плиты 1210 дополнительно содержит углубление 1217 для приема подузла нагревательного элемента. На фиг. 12D и 12Е изображена обратная сторона нижней плиты 1220, выполненной с возможностью вмещения верхней нагревающей плитой 1210. Штриховая линия 1223 отображает периметр подузла нагревательного элемента, например изоляционного слоя слюды на одной стороне подузла нагревательного элемента, выполненного с возможностью нахождения в контакте с нижней плитой 1220. Область между краем нижней плиты 1220 и штриховой линией 1223 отображает область контакта между верхней нагревающей плитой 1210 и нижней плитой 1220. На фиг. 12L и 12M изображена обратная сторона верхней нагревающей плиты 1210 без изоляционных слоев. Штриховая линия 1214 отображает периметр нижней плиты 1221, представленной на фиг. 12N-12R и выполненной с возможностью нахождения в контакте с верхней нагревающей плитой 1210. В сравнении с нижней плитой 1220, нижняя плита 1221 содержит область выреза большего размера для улучшения теплоизоляции между выемкой 1211 для терморезистора и нижней плитой 1221. Область между краем нижней плиты 1221 и штриховой линией 1223 на нижней плите 1221 отображает область контакта между верхней нагревающей плитой 1210 и нижней плитой 1223. Как описано выше, упоминаемые в данном документе изоляционные листы представляют собой электрические изоляторы, которые обеспечивают электрическую изоляцию. Эти изоляторы, такие как материал теплового взаимодействия, не являются тепловыми изоляторами, но являются тепловыми проводниками.

[0486] На фиг. 13A-13D изображено улучшение теплового контакта на микроскопическом уровне посредством использования материала теплового взаимодействия. Как представлено на фиг. 13А, шероховатая поверхность верхней нагревающей плиты и жестких изоляционных слоев, таких как слой 1332 РЕЕК и слой слюды подузла 1330 нагревательного элемента, может приводить к плохой теплопроводности вследствие наличия карманов, или зазоров, захваченного воздуха между верхней нагревающей плитой и жесткими изоляционными слоями. Аналогично, как представлено на фиг. 13С, шероховатая поверхность верхней нагревающей плиты 1310 и нижней плиты 1320 также может приводить к теплопереносу ниже оптимального вследствие наличия карманов, или зазоров, захваченного воздуха между жесткой верхней нагревающей плитой 1310 и жесткой нижней плитой 1320. Как представлено на фиг. 13B и 13D, слой податливого материала 1338 теплового взаимодействия, такой как вышеописанный изоляционный лист 940 или лист 941, может замещать воздушные карманы, или зазоры, улучшая контакт на доступной площади поверхности.

[0487] Как представлено на фиг. 13B, слоем податливого материала 1338 теплового взаимодействия можно заменить жесткий слой 1332 РЕЕК, представленный на фиг. 13А, чтобы обеспечить лучший контакт на площади поверхности между подузлом 1330 нагревательного элемента и верхней нагревающей плитой 1310. Этот слой податливого материала 1338 теплового взаимодействия может снижать θ1a в эквивалентной схемной модели или системе 801, представленной на фиг. 8B.

[0488] Как представлено на фиг. 13D, слой податливого материала 1338 теплового взаимодействия можно добавить между верхней нагревающей плитой 1310 и нижней плитой 1320 для увеличения площади поверхности контакта между ними. Этот слой податливого материала 1338 теплового взаимодействия может снижать θ1c в эквивалентной схемной модели или системе 801, представленной на фиг. 8B. На фиг. 13D представлен тепловой контакт, то есть тепловая связь, между верхней нагревающей плитой и нижней плитой, обеспечиваемый листом 1139 (слой В). На фиг. 13B представлена тепловая связь между узлом нагревательного элемента и верхней нагревающей плитой, достигаемая с помощью листа 1138 (слой А).

[0489] Как видно на эквивалентной схемной модели или системе 801 на фиг. 8B, уменьшение θ1a и/или θ1c может уменьшать влияние собственной фильтрации внутри нагревательной плиты в сборе. Как результат, амплитуду, или мощность, подаваемого сигнала P_wave можно уменьшить, получая такую же целевую амплитуду в T_HP. С целью обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды также может быть преимущественным уменьшение θ1b путем введения материала теплового взаимодействия вдоль всей поверхности нижней плиты, а не одной лишь области контакта между нижней плитой и верхней нагревающей плитой.

[0490] На фиг. 14 изображена альтернативная примерная многослойная компоновка 1400 нагревательной плиты, благодаря которой снижается стоимость материалов без ухудшения тепловой связи. Верхняя нагревающая плита 1410 может содержать углубление для приема нижней плиты 1420. Нижняя плита 1420 может содержать углубление для приема нагревательного элемента 1435, располагающегося между первым и вторым изоляционными слоями 1432, 1434 на стороне, обращенной к нижней плите 1420, и третьим изоляционным слоем 1436 и четвертым слоем 1438 на стороне, обращенной к верхней нагревающей плите 1410 (с образованием подузла нагревательного элемента). Первый, второй и третий слои 1432, 1434, 1436 могут содержать листы слюды. Четвертый слой 1438 может содержать материал теплового взаимодействия, который может представлять собой материал вышеописанных изоляционного листа 940 или листа 941. Четвертый слой 1438 на фиг. 14 может быть расположен на по существу всей обратной поверхности верхней нагревающей плиты 1210 и приспособлен так, чтобы находиться в контакте с нижней плитой 1420 и третьим слоем изоляции 1436. Четвертый слой 1438 материала теплового взаимодействия может улучшать контакт между верхней нагревающей плитой 1410 и нижней плитой 1420 и между верхней нагревающей плитой 1410 и подузлом нагревательного элемента.

[0491] Как представлено на фиг. 14, отдельный слой материала 1439 теплового взаимодействия может быть расположен на границе раздела обратной стороны нижней плиты 1420 и первого слоя изоляции 1432. Этот отдельный слой 1439 может улучшать контакт площади поверхности между нижней плитой 1420 и подузлом нагревательного элемента. В этой альтернативной форме, как показано на фиг. 14, слой 1439 осуществляет тепловую связь нагревательного элемента 1435 с нижней плитой 1420, а нижняя плита 1420 находится в тепловой связи с верхней нагревающей плитой 1410 посредством слоя 1438. Это улучшает теплопроводность от нагревательного элемента 1435 к верхней нагревающей плите 1410. Кроме того, тепло в нижнюю плиту 1420 проводится в верхнюю нагревающую плиту посредством слоя 1438. Это может улучшать показания температуры терморезисторов. Эта улучшенная тепловая связь также может улучшать обнаружение отсутствия воды.

[0492] На фиг. 15 изображена многослойная компоновка 1500 нагревательной плиты, которая является по существу такой же, как компоновка 1400 на фиг. 14, за исключением того, что компоновка 1500 может не содержать отдельный слой материала теплового взаимодействия между нижней плитой 1520 и первым слоем изоляции 1532. В обозначениях одинаковых элементов на фиг. 14 и 15 используются одинаковые последние две цифры, и их описания не повторяются для краткости. Четвертый слой 1538 материала теплового взаимодействия не нужно разрезать на две части, как слои А и В на фиг. 12A. То есть один слой материала теплового взаимодействия можно использовать для улучшения теплового контакта между верхней нагревающей плитой 1510 и нижней плитой 1520, и между верхней нагревающей плитой 1510 и подузлом нагревательного элемента. Этим можно усовершенствовать технологический процесс за счет сокращения времени сборки. Край нижней плиты 1520 может быть вытянут или приподнят для создания углубления для приема подузла нагревательного элемента. Углубление может ограждать подузел нагревательного элемента и контактировать с материалом 1538 теплового взаимодействия или осуществлять тепловую связь материала 1538 теплового взаимодействия и верхней нагревающей плиты 1510 для перенаправления тепловой энергии обратно к верхней нагревающей плите 1510. Со ссылкой на фиг. 8B, размещение четвертого слоя 1538 материала теплового взаимодействия может уменьшать θ1c.

[0493] Как представлено на фиг. 16А и 16В, резистивный нагревательный элемент 1635 может быть спроектирован так, что нить 1637 накала преимущественно намотана на одной стороне (такой как сторона, обращенная к верхней нагревающей плите) непроводящего сердечника 1633 элемента 1635. Нить 1637 может быть обернута вокруг выступов 1631 на сердечнике 1633 так, что нить накала преимущественно находится на одной стороне непроводящего сердечника. Такая компоновка обмотки обеспечивает смещение теплопроводности в одном направлении по оси z (см. фиг. 14). Резистивный нагревательный элемент 1635 может быть реализован в любой из многослойных компоновок нагревательной плиты, описанных в данном документе. Можно использовать альтернативные конструкции конфигурации резистивных нитей накала или нагревательную дорожку на нагревательном элементе, например печатную схемную плату (РСВ) с вытравленными медными дорожками.

[0494] На фиг. 17А-Е и 18А-F изображены примерные верхняя нагревающая плита 1710 и нижняя плита 1820, которые могут быть использованы для реализации многослойной компоновки 1500 нагревательной плиты, представленной на фиг. 15. На фиг. 17А заштрихованная область 1711 изображает форму штампованного материала теплового взаимодействия, который может представлять собой четвертый слой 1538 на фиг. 15. На фиг. 18А, 18Е и 18F заштрихованные области 1821 изображают краевые области нижней плиты 1820, которые являются приподнятыми для обеспечения контакта с материалом теплового взаимодействия (таким как четвертый слой 1538 на фиг. 15) и при этом также ограждают подузел нагревательного элемента, например нагревательный элемент и другие слои изоляции, описанные в данном документе. На фиг. 19А-Е изображена альтернативная примерная нижняя плита 1920.

[0495] С обеих сторон нагревательного элемента можно использовать разные материалы теплового взаимодействия. Материалы теплового взаимодействия можно выбрать так, чтобы тепловой вектор от нагревательного элемента был направлен по существу к верхней нагревающей плите. Все или некоторую комбинацию слюдяных изоляционных слоев можно заменить материалом теплового взаимодействия. Например, можно заменить по меньшей мере один из слюдяных изоляционных слоев между нижней плитой и верхней нагревающей плитой, как представлено на фиг. 11, 14 и 16. Материал теплового взаимодействия может необязательно быть непосредственно размещен смежно с резистивной нагревательной дорожкой или нитями нагревательного элемента (то есть без жестких изоляционных слоев между ними). Материал теплового взаимодействия также может не быть размещен непосредственно смежно с резистивной нагревательной дорожкой нагревательного элемента (то есть между ними имеется по меньшей мере один слой из жестких изоляционных слоев, таких как листы слюды) по причинам безопасности, поскольку материал теплового взаимодействия может быть рассчитан на более низкую температуру, чем листы слюды. Вся нагревательная плита в сборе может быть скреплен болтами (например, без адгезивов). Соединение элементов болтами позволяет более просто извлекать или заменять поврежденные элементы. Соединение элементов болтами также позволяет податливым изоляционным листам (слоям материала теплового взаимодействия) перемещаться относительно других элементов для приспособления к зазорам и удаления воздушных зазоров. Это может улучшить тепловую связь нагревательного элемента, нижней плиты и верхней нагревающей плиты. Тепловая связь может обеспечивать более эффективный перенос большей части тепла от нагревательного элемента к верхней нагревающей плите и его обнаружение терморезисторами. Это также может повысить точность способа обнаружения отсутствия воды.

[0496] К многослойным компоновкам нагревательной плиты, описанным в данном документе, также могут быть добавлены дополнительные слои материала теплового взаимодействия. Например, материал теплового взаимодействия может быть размещен между нижней плитой и слюдяным изоляционным слоем, как представлено на фиг. 14, для уменьшения воздушных карманов, которые могут образовываться в этой области. Сборка этого дополнительного слоя может быть частью способа сборки нагревательного элемента или может представлять собой отдельный этап.

[0497] Системы 800, 801, 802 также показывают, что для обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды можно использовать измерения температуры, сделанные в другом местоположении и/или способом, отличным от датчика температуры нагревательной плиты. Например, для исключения влияния других вышеописанных факторов, можно непосредственно измерять температуру воды. Также можно исключить влияние указанных со стороны этих паразитных составляющих путем выполнения разностных измерений, например разности между температурами T_{нагревательнойПлиты} и T_камеры или между температурами T_{верхнейПлиты} и T_камеры. Также можно, например, иметь на нагревательной плите два терморезистора, один из которых находится ближе к элементу, чем другой. Эта компоновка двух терморезисторов может улучшать способ обнаружения отсутствия воды, поскольку паразитные составляющие можно исключить.

[0498] Описанные в данном документе системы также могут содержать элементы, выполненные с возможностью изоляции датчиков, таких как описанный в данном документе датчик(-и) температуры нагревательной плиты, от сторонних тепловых вкладов. Как описано выше, датчик(-и) температуры нагревательной плиты выполнен(-ы) с возможностью измерения температуры верхней нагревающей плиты, которая может вводиться в алгоритмы обнаружения низкого уровня воды и/или отсутствия воды, в ходе которых добавочный сигнал более высокой частоты применяется к форме сигнала управления нагревательной плитой. Добавочный сигнал и отраженный сигнал отклика могут быть более чувствительными и/или демпфироваться шумом при измерении температуры. Для того чтобы алгоритмы обнаружения были более надежными, может быть выгодно, чтобы измеренная температура T_HP (температура нагревательной плиты) лучше соответствовала истинной температуре нагревательной плиты при заданной мощности, подаваемой на нагревательный элемент нагревательной плиты в сборе.

[0499] Верхняя нагревающая плита, описанная в данном документе, может содержать блок для установки датчиков с двумя выемками для терморезисторов (см. выемки 1211 для терморезисторов на фиг. 12A и выемки 2011 для терморезисторов на фиг. 20В) на нижней поверхности верхней нагревающей плиты для размещения двух терморезисторов, используемых для измерения температуры верхней нагревающей плиты. Терморезисторы могут измерять температуру верхней нагревающей плиты в форме напряжения. Терморезисторы скомпонованы в схему делителя напряжения. При изменении температуры также изменяется сопротивление терморезисторов, которое коррелирует с изменением напряжения. Это напряжение на терморезисторах передается на вход ADC микроконтроллера (такого как устройство управления, описанное в данном документе). Затем напряжение преобразуют непосредственно в значение температуры с использованием математической функции, такой как полиномиальное уравнение. Эту функцию можно получить из взаимосвязи сопротивления и температуры, представленной в техническом описании используемых терморезисторов и схемы делителя напряжения. Соответственно, для определения значения температуры может требоваться только один этап. Хотя в изображенном примере используются два терморезистора, измерение температуры также можно выполнять с использованием одного терморезистора. В системе можно использовать один терморезистор, а второй терморезистор присутствует как резервный датчик. Альтернативно в устройстве управления может использоваться среднее значение температуры от двух датчиков температуры.

[0500] Тепловой вклад в терморезисторы от материала нагревательной плиты в сборе без учета верхней нагревающей плиты может приводить к менее точным показаниям. Чтобы гарантировать, что измерения температуры с терморезисторов являются более представительными в отношении температур верхней нагревающей плиты, на нижней плите можно разместить защитный элемент (см., например, защитный элемент 950 на фиг. 9 и 9А-9D и защитный элемент 2050 на фиг. 20А-20С) для изоляции терморезисторов от сторонних тепловых вкладов. Защитный элемент может быть блоком тепловой защиты, который представляет собой аппаратное устройство, которое отключает питание на нагревательную плиту, если одно или несколько условий, обозначающих небезопасную работу, обнаруживается одним или несколькими датчиками, например, когда температура нагревательной плиты превышает пороговое значение. Защитный элемент может необратимо отключать подачу питания на нагревательную плиту в случае отказа программных или иных схем защиты, реализованных в аппаратном обеспечении нагревательной плиты в сборе. Альтернативно блок тепловой защиты может представлять собой восстанавливаемое аппаратное обеспечение, которое может быть повторно включено пользователем. Блок тепловой защиты может содержать доступный переключатель, кнопку или устройство привода, которые можно использовать для повторного запуска аппаратной схемы. Защитный элемент может обеспечивать дополнительный уровень защиты от отказа системы. Защитный элемент может быть прикреплен к нижней плите, например, с использованием двух винтов или блокирующих или крепежных механизмов других типов.

[0501] Защитный элемент преимущественно реагирует на температуры верхней нагревающей плиты, которая контактирует с основанием камеры увлажнения. Это может гарантировать точность защитного элемента и уменьшить и/или предотвратить ложное срабатывание защитного элемента. Однако нити накала, которое могут содержать нихромовый провод, могут оказывать стороннее влияние на надежность и/или правильное срабатывание защитного элемента. Для уменьшения влияния нити накала в нижнюю плиту непосредственно под границей нити накала может быть включена L-образная канавка для снижения теплового вклада нити накала в защитный элемент. Примерная нижняя плита 1920 с L-образной канавкой 1921 изображена на фиг. 19А-19F. Канавка 1921 может также иметь любую форму, отличную от L-образной. L-образная канавка 1921 может увеличивать расстояние разделения между защитным элементом 2050, который изображен на фиг. 20А-20С в упрощенных формах, и граничным краем 2031 нитей накала. Защитный элемент 2050, такой как блок тепловой защиты, может быть расположен на платформе. Платформа может использоваться для установки защитного элемента. На фиг. 19А-19Е платформа содержит два отверстия 1923, смежных с L-образной канавкой 1921. Эти два отверстия 1923 могут обеспечивать возможность использования винтов для прикрепления защитного элемента 2050 к нижней плите 1920.

[0502] Увеличенное расстояние разделения может помочь гарантировать, что защитный элемент 2050 получает по существу постоянное распределение тепловой энергии и не срабатывает из-за «переходных» вкладов (например от нитей накала). L-образная канавка 1921 уменьшает количество металла между защитным элементом 2050 и нижней плитой 1920, например за счет удаления некоторого количества проводящих путей из объема нижней плиты 1920 и защитного элемента 2050, без ухудшения конструктивной целостности нижней плиты 1920. В дополнение, на длинном крае L-образной канавки с помощью механической обработки может быть выполнена небольшая ступенька 1922 (указана штриховым периметром на фиг. 19С, а также изображена на фиг. 20А-20С) для дополнительного увеличения разделения защитного элемента 2050 и нижней плиты 1920 с целью дополнительного снижения уровня шума на защитном элементе 2050 из-за тепла в нижней плите 1020. Увеличенное разделение может препятствовать внесению тепловых вкладов от нитей накала в L-образную канавку 1921 и ложному срабатыванию защитного элемента 2050.

[0503] Описанные в данном документе изоляционные листы, такие как листы слюды и/или материал теплового взаимодействия, могут действовать для передачи тепла от нити накала к нижней плите. Соответственно, как показано штриховыми окружностями на фиг. 20А, L-образная канавка 1921 может проходить за граничный край 2041 изоляционных листов, что может дополнительно уменьшать тепловой вклад от изоляционных листов в защитный элемент.

[0504] Альтернативно, как представлено на фиг. 18С и 18D, общую толщину нижней плиты 1820 можно уменьшить по сравнению, например, с нижней плитой, представленной на фиг. 12D и 12Е, при этом оставив платформу 1852, выступающую из остальной части нижней плиты 1820. Например, без ограничения, общую толщину можно уменьшить до от приблизительно 2 мм до приблизительно 9 мм, или от приблизительно 3 мм до приблизительно 4 мм, или приблизительно 3 мм. Платформа 1852 может выступать, например, без ограничения, на от приблизительно 1 мм до приблизительно 3 мм или на приблизительно 2 мм из остальной части нижней плиты 1820. Толщина нижней плиты 1820 у платформы 1852 может составлять, например, без ограничения, от приблизительно 4 мм до приблизительно 10 мм, или от приблизительно 4 мм до приблизительно 6 мм, или приблизительно 5 мм. Защитный элемент может быть расположен на платформе 1852. Защитный элемент может быть расположен поверх платформы 1852. Платформу 1852 можно создать или образовать путем уточнения остальной части нижней плиты 1820. Альтернативно платформа может быть образована внутри гнезда, выполненного в нижней плите. Платформа 1852 может предоставлять достаточную глубину для винта или другого крепежного средства с целью улучшения скрепления защитного элемента с нижней плитой 1820. Платформа 1852 также может улучшать изоляцию терморезисторов посредством увеличения теплоемкости области вокруг защитного элемента. Другими словами, платформа 1852 может ослаблять нежелательные воздействия нитей накала на защитный элемент.

[0505] Альтернативно элементы нижней плиты 1820 и элементы нижней плиты 1920 можно скомбинировать для получения нижней плиты 2120, содержащей платформу 2152 и L-образную канавку 2121, как представлено на фиг. 21A-21F и 22A-22B. Канавка 2121 может быть расположена у края платформы 2152, как представлено на фиг. 21А и 21Е. Хотя ступенька вдоль длинной стороны канавки 2121 (такая как ступенька 1922 нижней плиты 1920) не показана, такая ступенька может быть необязательно включена в нижнюю плиту 2120. Канавка 2121 может также иметь любую форму, отличную от L-образной.

[0506] Как представлено на фиг. 22A-22B, часть защитного элемента 2250 не поддерживается на его обратной стороне платформой 2152. Это не оказывает влияния на эффективность защитного элемента, поскольку эта неподдерживаемая часть не связана с крепежным винтом или другим крепежным средством, но функционирует главным образом для дополнительной стабилизации защитного элемента 2250.

[0507] Нагревательные плиты в сборе, представленные на фиг. 20A-20C и 22A-B, могут вмещать два изоляционных слоя материала теплового взаимодействия, таких как слои А и В, изображенные на фиг. 12A. Изоляционные слои А и/или В могут иметь толщину, например, но без ограничения, от приблизительно 0,002 дюйма (0,05 мм) до приблизительно 0,04 дюйма (1,02 мм), или приблизительно 0,002 дюйма (0,05 мм), приблизительно 0,003 дюйма (0,08 мм), приблизительно 0,005 дюйма (0,13 мм), приблизительно 0,006 дюйма (0,15 мм), приблизительно 0,009 дюйма (0,23 мм), приблизительно 0,012 дюйма (0,31 мм), приблизительно 0,015 дюйма (0,38 мм), приблизительно 0,016 дюйма (0,41 мм), приблизительно 0,018 дюйма (0,46 мм), приблизительно 0,02 дюйма (0,51 мм), приблизительно 0,025 дюйма (0,64 мм), приблизительно 0,03 дюйма (0,76 мм) или приблизительно 0,04 дюйма (1,02 мм).

[0508] Чтобы гарантировать, что измерения температуры с терморезисторов являются более представительными в отношении температур верхней нагревающей плиты, также можно увеличить расстояние разделения между терморезисторами и нижней плитой. Большее разделение между терморезисторами и нижней плитой может уменьшить величину тепловых вкладов от нижней плиты в измерение терморезистора, что дает более точную и надежную температуру верхней нагревающей плиты посредством терморезисторов.

[0509] Например, толщину некоторой области нижней плиты можно уменьшить, чтобы обеспечить большее расстояние разделения между нижней плитой и терморезисторами, которые расположены на нижней поверхности верхней нагревающей плиты. Пример уменьшения толщины изображен на фиг. 19B-19C, 20A-20C, 21A и 21E. Уменьшение толщины может приводить к образованию ступеньки 1925, 2125 на нижней поверхности нижней плиты 1920, 2120. Ступенька может дополнительно реализовывать тепловую изоляцию нижней плиты от терморезистора(-ов).

[0510] Для увеличения разделения нижней плиты и терморезисторов также можно уменьшить в размере (например, по ширине и/или длине) блок для установки датчиков верхней нагревающей плиты, например блок для установки датчиков верхней нагревающей плиты 2010, представленный на фиг. 20В и 20С, например по сравнению с блоком для установки датчиков верхней нагревающей плиты 1210, представленной на фиг. 12A. Например, меньший блок для установки датчиков, представленный на фиг. 20B и 20C может иметь толщину от приблизительно 3 мм до приблизительно 9 мм или от приблизительно 5 мм до приблизительно 7 мм. Общая высота верхней нагревающей плиты 2010, включая блок для установки датчиков, на блоке для установки датчиков может составлять от приблизительно 6 мм до приблизительно 15 мм, или от приблизительно 8 мм до приблизительно 11 мм, или от приблизительно 9 мм до приблизительно 10 мм. Общая высота верхней нагревающей плиты 2010, включая блок для установки датчиков и приподнятые выступы верхней нагревающей плиты 2010, может составлять от приблизительно 10 мм до приблизительно 12 мм, или приблизительно 11,5 мм, в точке наибольшей толщины.

[0511] Уменьшение размера блока для установки датчиков может уменьшить количество металла так, чтобы лучше изолировать терморезисторы от дополнительных источников нагрева и/или от потенциального непосредственного контакта с нитями накала. Меньший размер блока для установки датчиков может также улучшить тепловую связь терморезисторов с верхней нагревающей плитой. В дополнение, меньший блок для установки датчиков может обеспечить пространство для расположения блока для установки датчиков дальше от нижней плиты во избежание ошибок, вызванных изменениями температуры в нижней плите.

Терминология

[0512] Примеры систем дыхательного увлажнения и связанных компонентов и способов были описаны со ссылкой на фигуры. На фигурах представлены различные системы и модули, а также соединения между ними. Различные модули и системы можно комбинировать в различных конфигурациях, и соединения между различными модулями и системами могут представлять физические или логические связи. Представления на фигурах были предоставлены для ясной иллюстрации принципов, и подробности в отношении разделения модулей или систем были предоставлены для простоты описания, а не в попытке очертить отдельные физические варианты осуществления. Примеры и фигуры предназначены для иллюстрации, а не ограничения, объема изобретений, описанных в данном документе. Например, принципы данного документа могут применяться к дыхательному увлажнителю, а также к системам увлажнения других типов, включая хирургические увлажнители. Принципы данного документа могут применяться в применениях к дыханию, а также в других сценариях для определения доступности воды в дыхательной системе.

[0513] В рамках данного документа термин «процессор» в широком смысле относится к любому подходящему устройству, логическому блоку, модулю, схеме или комбинации элементов для исполнения команд. Например, устройство 8 управления может включать любой традиционный одно- или многокристальный микропроцессор общего назначения, такой как процессор Pentium®, процессор MIPS®, процессор Power PC®, процессор AMD®, процессор ARM® или процессор ALPHA®. В дополнение устройство 122 управления может содержать любой традиционный микропроцессор специального назначения, такой как процессор цифровой обработки сигналов или микроконтроллер. Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с вариантами осуществления, описанными в данном документе, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, процессора цифровой обработки сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного элемента или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненной с возможностью выполнения функций, описанных в данном документе, или могут представлять собой чисто программное обеспечение в главном процессоре. Например, логический модуль 504 может представлять собой функциональный блок, реализованный программным обеспечением, который не использует никакие дополнительные и/или специализированные аппаратные элементы. Устройство 8 управления может быть реализовано как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, комбинация микроконтроллера и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров в сочетании с ядром DSP, или любая другая такая комбинация.

[0514] «Устройство хранения данных» может относиться к электронной схеме, обеспечивающей возможность хранения данных и их извлечения процессором. Устройство хранения данных может относиться к внешним устройствами или системам, например дисковым накопителям или твердотельным накопителям. Устройство хранения данных также может относиться к твердотельному полупроводниковому устройству хранения (микросхемам), например, оперативному запоминающему устройству (RAM) или различным формам постоянного запоминающего устройства (ROM), которые непосредственно подключены к шине связи или устройству 8 управления. Другие типы устройств хранения данных включают запоминающее устройство на цилиндрических магнитных доменах и запоминающее устройство на магнитных сердечниках. Устройство хранения данных может представлять собой физическое аппаратное обеспечение, выполненное с возможностью хранения данных на постоянном носителе.

[0515] Хотя в данном документе описаны определенные варианты осуществления и примеры, предмет настоящего изобретения выходит за пределы конкретно описанных вариантов осуществления к другим, альтернативным вариантам осуществления и/или применениям и к их модификациям и эквивалентам. Таким образом, объем формулы изобретения или прилагаемых к ней вариантов осуществления не ограничен никакими конкретными вариантами осуществления, описанными в данном документе. Например, в любом способе или процессе, описанном в данном документе, действия или операции способа или процесса могут выполняться в любой подходящей последовательности и не обязательно ограничены какой-либо конкретно описанной последовательностью. В свою очередь, различные операции могут быть описаны как множество дискретных операций способом, который может быть полезен для понимания некоторых вариантов осуществления; однако порядок описания не следует толковать как предполагающий, что эти операции являются зависящими от порядка. Дополнительно конструкции, описанные в данном документе, могут быть воплощены как интегрированные компоненты или как отдельные компоненты. В целях сравнения различных вариантов осуществления описаны некоторые аспекты и преимущества этих вариантов осуществления. Все такие аспекты и преимущества не обязательно достигаются любым конкретным вариантом осуществления. Так, например, различные варианты осуществления могут быть выполнены способом, в котором достигается или оптимизируется одно преимущество или группа преимуществ, изложенных в данном документе, без обязательного достижения других аспектов или преимуществ, также описанных или предложенных в данном документе.

[0516] Используемые в данном документе условные выражения, такие как, среди прочих, «выполнен с возможностью», «мог», «мог бы», «может», «например» и т. п., если конкретно заявлено иное, или иное не обусловлено в пределах используемого контекста, обычно предназначены для передачи того, что некоторые варианты осуществления включают, в то время как другие варианты осуществления не включают, определенные признаки, элементы и/или состояния. Таким образом, такие условные выражения обычно не предназначены подразумевать, что признаки, элементы и/или состояния в любом случае требуются для одного или нескольких вариантов осуществления. В рамках данного документа термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет», «имеющий» или любые другие их варианты предназначены для охвата неисключающего включения. Например, процесс, способ, изделие или устройство, содержащее некоторый список элементов, не обязательно ограничены только этими элементами, но могут включать и другие элементы, явно не перечисленные или внутренне присущие такому процессу, способу, изделию или устройству. Кроме того, термин «или» используется в его включающем смысле (а не исключающем смысле), поэтому при его использовании, например, для связывания списка элементов термин «или» означает один, некоторые или все элементы из этого списка. Связующие выражения, такие как фраза «по меньшей мере один из Х, Y и Z», если конкретно не заявлено иное, иначе понимают в используемом контексте в целом для передачи того, что предмет, элемент и т. д. может представлять собой любое из Х, Y или Z. Таким образом, такое связующее выражение в целом не предназначено подразумевать, что определенные варианты осуществления требуют присутствия каждого из по меньшей мере одного из Х, по меньшей мере одного из Y и по меньшей мере одного из Z. В рамках данного документа термины «около» или «приблизительно» могут означать, что значение находится в пределах ±10%, в пределах ±5% или в пределах ±1% указанного значения.

[0517] Способы и процессы, описанные в данном документе, могут быть воплощены, и в частности полностью автоматизированы, посредством модулей кода программного обеспечения, исполняемых одним или несколькими компьютерами общего и/или специального назначения. Слово «модуль» относится к логике, воплощенной в аппаратном и/или программно-аппаратном обеспечении, или к набору команд программного обеспечения, возможно имеющих точки входа и выхода, написанных на языке программирования, таком как, например, C или C++. Модуль программного обеспечения может быть скомпилирован и связан в исполняемую программу, установлен в динамически подключаемой библиотеке, или может быть написан на интерпретируемом языке программирования, таком как, например, BASIC, Perl или Python. Будет понятно, что модули программного обеспечения могут быть выполнены с возможностью вызова из других модулей или из них самих и/или могут быть вызваны в ответ на обнаруженные событий или прерываний. Команды программного обеспечения могут быть встроены в программно-аппаратное обеспечение, такое как стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM). Также будет понятно, что модули аппаратного обеспечения могут содержать соединенные логические блоки, такие как логические элементы и триггеры, и/или могут содержать программируемые блоки, такие как программируемые вентильные матрицы, специализированные интегральные схемы и/или процессоры. Модули, описанные в данном документе, могут быть реализованы как модули программного обеспечения, но также могут быть представлены в аппаратном и/или программно-аппаратном обеспечении. Кроме того, хотя в некоторых вариантах осуществления модуль может быть скомпилирован отдельно, в других вариантах осуществления модуль может представлять подмножество команд отдельно скомпилированной программы и может не иметь интерфейса, доступного для других логических блоков программы.

[0518] В определенных вариантах осуществления модули кода могут быть реализованы и/или храниться на машиночитаемом носителе или в другом компьютерном устройстве хранения данных любого типа. В некоторых системах данные (и/или метаданные), вводимые в систему, данные, генерируемые системой, и/или данные, используемые системой, могут храниться в компьютерном хранилище данных любого типа, таком как реляционная база данных и/или плоская файловая система. Любые из систем, способов и процессов, описанных в данном документе, могут включать интерфейс, выполненный для обеспечения возможности взаимодействия с пользователями, операторами, другими системами, компонентами, программами и т. д.

[0519] Следует подчеркнуть, что в описанные в данном документе варианты осуществления, элементы которых следует понимать как находящиеся среди других допустимых примеров, может быть внесено множество изменений и модификаций. Подразумевается, что все такие модификации и изменения включены в данном документе в пределах настоящего изобретения и охраны, обеспечиваемой следующей формулой изобретения. Кроме того, ничто в приведенном выше описании не предназначено подразумевать, что любые конкретные компонент, свойство или этап способа являются необходимыми или существенными.

[0520] В рамках данного документа, величина, из которой можно вывести параметр, предполагает взаимосвязь между величиной и параметром, но она не обязательно указывает прямую корреляцию между величиной и параметром. Однако выражение «из которой можно вывести параметр» следует толковать в достаточно широком смысле так, чтобы охватывать прямую корреляцию между величиной и параметром так, что параметр можно прямо получить из величины, из которой можно вывести параметр.

Группа изобретений относится к медицине. Многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя, содержащая нагревающую плиту, нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, слой теплового взаимодействия, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров, при этом многослойная нагревательная плита в сборе, выполненная с возможностью разъединения, соединена вместе посредством по меньшей мере одного крепежного элемента. Система увлажнителя для применения в медицинских процедурах, содержащая корпус, выполненный с возможностью размещения камеры увлажнителя и многослойной нагревательной плиты. Система дыхательного или хирургического увлажнителя, содержащая основной блок, включающий нагревательную плиту, содержащую по меньшей мере один нагревательный элемент, аппаратное устройство управления, находящееся в электронной связи с по меньшей мере одним нагревательным элементом нагревательной плиты, камеру увлажнителя, ограничивающую объем и содержащую проводящее основание, при этом камера увлажнителя выполнена с возможностью удержания уровня воды. Способ обнаружения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного или хирургического увлажнителя с использованием аппаратного устройства управления в основном блоке системы дыхательного или хирургического увлажнителя. Техническим результатом является обнаружение состояния отсутствия воды и/или вывод предупреждения об отсутствии воды в камере увлажнителя при наличии входных сигналов с минимального количества датчиков. 8 н. и 100 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя, причем нагревательная плита в сборе содержит:

верхнюю нагревающую плиту;

нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, причем нагревательный элемент расположен под верхней нагревающей плитой; и

слой теплового взаимодействия между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, причем слой теплового взаимодействия содержит податливый материал теплового взаимодействия, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, причем

многослойная нагревательная плита в сборе с возможностью разъединения соединена вместе посредством по меньшей мере одного крепежного элемента.

2. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 1, отличающаяся тем, что слой теплового взаимодействия выполнен с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом, выполненным с возможностью улучшения теплопроводности между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

3. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит нижнюю плиту, при этом нагревательный элемент ограничен верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

4. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 3, дополнительно содержащая защитный элемент, соединенный с нижней плитой.

5. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 4, отличающаяся тем, что защитный элемент содержит блок тепловой защиты.

6. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что нижняя плита содержит платформу для поддержки защитного элемента.

7. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 6, отличающаяся тем, что защитный элемент прикреплен к платформе винтами.

8. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что платформа выступает из остальной части нижней плиты.

9. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 4-8, отличающаяся тем, что нижняя плита содержит канавку, где защитный элемент соединен с нижней плитой.

10. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 9, отличающаяся тем, что нижняя плита дополнительно содержит вырезанную ступеньку вдоль длины канавки.

11. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что канавка имеет L-образную форму.

12. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 9-11, отличающаяся тем, что канавка заканчивается на периферии нагревательного элемента или около нее.

13. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 9-12, отличающаяся тем, что канавка проходит радиально наружу за периферию слоя теплового взаимодействия.

14. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 4-13, отличающаяся тем, что нижняя плита содержит вырезанную ступеньку около блока для установки датчиков, когда нагревательная плита в сборе собрана.

15. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 3-14, отличающаяся тем, что многослойная нагревательная плита в сборе образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и слой теплового взаимодействия.

16. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что слой теплового взаимодействия имеет толщину, достаточную для обеспечения электрической изоляции.

17. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-16, отличающаяся тем, что верхняя нагревающая плита содержит блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

18. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 17, отличающаяся тем, что блок для установки датчиков выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

19. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 17 или 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере один датчик температуры содержит терморезистор.

20. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-19, отличающаяся тем, что слой теплового взаимодействия имеет твердость по шкале Шора 00 от 50 до 100.

21. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 20, отличающаяся тем, что слой теплового взаимодействия имеет твердость 80 по шкале Шора 00.

22. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-21, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой.

23. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 22, отличающаяся тем, что по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой содержит слюду.

24. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-23, отличающаяся тем, что материал теплового взаимодействия является электроизоляционным.

25. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-24, отличающаяся тем, что содержит второй слой теплового взаимодействия, который содержит податливый материал теплового взаимодействия, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между компонентами многослойной нагревательной плиты в сборе.

26. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 25, отличающаяся тем, что второй слой теплового взаимодействия расположен между нагревательным элементом и нижней плитой.

27. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 25, отличающаяся тем, что второй слой теплового взаимодействия расположен между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

28. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 27, отличающаяся тем, что второй слой теплового взаимодействия является изолирующим.

29. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-28, отличающаяся тем, что податливый материал теплового взаимодействия содержит силикон или кремнийорганическое соединение.

30. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-29, отличающаяся тем, что податливый материал теплового взаимодействия содержит подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

31. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-30, отличающаяся тем, что податливый материал теплового взаимодействия имеет напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

32. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 31, отличающаяся тем, что податливый материал теплового взаимодействия имеет напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

33. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-32, отличающаяся тем, что податливый материал теплового взаимодействия имеет теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м⋅К).

34. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 1-33, отличающаяся тем, что податливый материал теплового взаимодействия является эластичным.

35. Многослойная нагревательная плита в сборе для дыхательного увлажнителя, эта нагревательная плита в сборе содержит:

верхнюю нагревающую плиту;

нижнюю плиту;

нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла, этот нагревательный элемент ограничен верхней нагревающей плитой и нижней плитой;

податливый слой теплового взаимодействия между нижней плитой и верхней нагревающей плитой и выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между нижней плитой и верхней нагревающей плитой, причем

многослойная нагревательная плита в сборе с возможностью разъединения соединена вместе посредством по меньшей мере одного крепежного элемента.

36. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 35, отличающаяся тем, что многослойная нагревательная плита в сборе образована посредством болтового соединения нижней плиты с верхней нагревающей плитой, при этом между ними находятся нагревательный элемент и слой теплового взаимодействия.

37. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 35, 36, отличающаяся тем, что верхняя нагревающая плита содержит блок для установки датчиков, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одного датчика температуры.

38. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 37, отличающаяся тем, что блок для установки датчиков выполнен с возможностью размещения двух датчиков температуры.

39. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 37 или 38, отличающаяся тем, что по меньшей мере один датчик температуры содержит терморезистор.

40. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 35-39, отличающаяся тем, что податливый слой теплового взаимодействия выполнен с возможностью замещения воздушных зазоров между краем нижней плиты и верхней нагревающей плитой.

41. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 35-40, отличающаяся тем, что податливый слой теплового взаимодействия является электроизоляционным.

42. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 35-41, отличающаяся тем, что содержит второй слой теплового взаимодействия, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

43. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 35-42, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой.

44. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 43, отличающаяся тем, что по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой содержит слюду.

45. Многослойная нагревательная плита в сборе по п. 43 или 44, отличающаяся тем, что по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой расположен между податливым слоем теплового взаимодействия и нагревательным элементом.

46. Многослойная нагревательная плита в сборе по любому из пп. 43-45, отличающаяся тем, что по меньшей мере один негибкий электроизоляционный слой расположен между нагревательным элементом и нижней плитой.

47. Система увлажнителя для применения в медицинских процедурах, эта система содержит:

основной блок; и

камеру увлажнителя, выполненную с возможностью размещения на основном блоке,

при этом основной блок содержит многослойную нагревательную плиту в сборе по любому из пп. 1-46.

48. Система по п. 47, отличающаяся тем, что камера увлажнителя содержит проводящее основание, это проводящее основание приводится в контакт с нагревательной плитой в сборе при размещении камеры увлажнителя на основном блоке.

49. Система по п. 47 или 48, отличающаяся тем, что нагревательная плита в сборе нагревает камеру увлажнителя, чтобы нагревать содержимое камеры с целью увлажнения газов, проходящих через камеру.

50. Система по любому из пп. 47-49, отличающаяся тем, что дополнительно содержит трубку, выполненную с возможностью транспортировки газов из камеры увлажнителя к интерфейсу пациента.

51. Система увлажнителя для применения в медицинских процедурах, эта система содержит:

корпус, выполненный с возможностью размещения камеры увлажнителя; и

нагревательную плиту в сборе, расположенную по меньшей мере частично внутри корпуса, при этом нагревательная плита в сборе содержит:

верхнюю нагревающую плиту, причем верхняя нагревающая плита выполнена с возможностью вхождения в контакт с основанием камеры увлажнителя при размещении камеры увлажнителя в корпусе;

терморезистор, расположенный на верхней нагревающей плите или около нее, выполненный с возможностью отслеживания температуры верхней нагревающей плиты;

нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла; и

приспособление электрической изоляции между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом,

причем приспособление электрической изоляции выполнено с возможностью обеспечения тепловой связи нагревательного элемента и верхней нагревающей плиты так, что тепло, генерируемое сигналом мощности, подаваемым на нагревательный элемент, передается на верхнюю нагревающую плиту, и

при этом приспособление электрической изоляции улучшает тепловую связь между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой, и

при этом верхняя нагревающая плита, нагревательный элемент и электрическая изоляция с возможностью разъединения соединены вместе посредством по меньшей мере одного крепежного элемента.

52. Система по п. 51, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит гибкий и/или эластичный изоляционный лист.

53. Система по п. 51 или 52, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит податливый изоляционный лист, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нагревательным элементом.

54. Система по любому из пп. 51-53, отличающаяся тем, что электроизоляционный лист выполнен с возможностью улучшения теплопроводности от нагревательного элемента к верхней нагревающей плите.

55. Система по любому из пп. 51-54, отличающаяся тем, что электроизоляционный лист выполнен с возможностью снижения емкости нагревательной плиты в сборе.

56. Система по любому из пп. 51-57, отличающаяся тем, что дополнительно содержит приспособление двойной электрической изоляции, содержащее два изоляционных элемента, при этом два изоляционных элемента содержат два негибких изоляционных слоя.

57. Система по п. 56, отличающаяся тем, что два негибких изоляционных слоя содержат слюду.

58. Система по любому из пп. 56, 57, отличающаяся тем, что два изоляционных элемента содержат два слоя, которые отделены друг от друга.

59. Система по любому из пп. 56-58, отличающаяся тем, что приспособление двойной электрической изоляции расположено между приспособлением электрической изоляции и нагревательным элементом.

60. Система по любому из пп. 51-59, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит теплопроводный, но электроизоляционный эластомер.

61. Система по любому из пп. 51-60, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит силикон или кремнийорганическое соединение.

62. Система по любому из пп. 51-61, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит подложку из стекловолокна и теплопроводный материал, внедренный в подложку или расположенный на подложке.

63. Система по любому из пп. 51-62, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит материал, имеющий напряжение пробоя по меньшей мере 4000 В переменного тока.

64. Система по п. 63, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит материал, имеющий напряжение пробоя по меньшей мере 6000 В переменного тока.

65. Система по любому из пп. 51-64, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции содержит материал, имеющий теплопроводность по меньшей мере 1,8 Вт/(м⋅К).

66. Система по любому из пп. 51-65, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции выполнено с возможностью улучшения тепловой связи между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой.

67. Система по любому из пп. 51-66, отличающаяся тем, что приспособление электрической изоляции выполнено с возможностью улучшения тепловой связи между нагревательным элементом и верхней нагревающей плитой.

68. Система по любому из пп. 51-67, отличающаяся тем, что нагревательная плита в сборе содержит нижнюю плиту, при этом нагревательный элемент и приспособление электрической изоляции ограничены между нижней плитой и верхней нагревающей плитой.

69. Система по п. 68, отличающаяся тем, что нижняя плита контактирует с приспособлением электрической изоляции.

70. Система по п. 68, отличающаяся тем, что нагревательная плита в сборе содержит гибкий электроизоляционный лист между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

71. Система по любому из пп. 68-70, отличающаяся тем, что нагревательная плита в сборе содержит податливый электроизоляционный лист между верхней нагревающей плитой и нижней плитой, выполненный с возможностью замещения воздушных зазоров между верхней нагревающей плитой и нижней плитой.

72. Система дыхательного или хирургического увлажнителя, содержащая:

основной блок, содержащий:

нагревательную плиту, содержащую по меньшей мере один нагревательный элемент; и

аппаратное устройство управления, находящееся в электронной связи с по меньшей мере одним нагревательным элементом нагревательной плиты и выполненное с возможностью подачи питания на по меньшей мере один нагревательный элемент нагревательной плиты; и

камеру увлажнителя, ограничивающую объем и содержащую проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой, при этом камера увлажнителя выполнена с возможностью удержания уровня воды,

при этом аппаратное устройство управления выполнено с возможностью определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость камеры увлажнителя, и определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании по меньшей мере определенного значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

73. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 72, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления определяет, что имеется состояние низкого уровня воды или отсутствия воды, в ответ на то, что определенное значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, находится ниже порогового значения.

74. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 72 или 73, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления непрерывно определяет значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

75. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 72-74, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления периодически определяет значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

76. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 72-75, отличающаяся тем, что значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, определяется как числовая оценка.

77. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 72-76, отличающаяся тем, что содержит датчик температуры, соединенный с нагревательной плитой или смежный с ней, при этом датчик температуры определяет температуру нагревательной плиты.

78. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 77, отличающаяся тем, что датчик температуры содержит терморезистор.

79. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 77, отличающаяся тем, что датчик температуры содержит два терморезистора, причем каждый терморезистор действует как делитель напряжения.

80. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 79, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления определяет значение температуры по показаниям напряжения двух терморезисторов.

81. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 72-80, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления определяет значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, на основании показаний температуры с датчика температуры.

82. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 72-81, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления выполнено с возможностью:

подачи характеристического сигнала снабжения энергией на по меньшей мере один нагревательный элемент нагревательной плиты;

обработки сигнала температуры с датчика температуры, соответствующего характеристическому сигналу снабжения энергией;

определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость, на основании сигнала температуры; и

выдачи предостережения о низком уровне воды или об отсутствии воды в ответ на то, что определенное значение, из которого можно вывести удельную теплоемкость, находится ниже порогового значения.

83. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 82, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления выполнено с возможностью непрерывной и/или периодической подачи характеристического сигнала снабжения энергией.

84. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 82 или 83, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления выполнено с возможностью наложения характеристического сигнала снабжения энергией на сигнал управления нагревательной плитой.

85. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 84, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления выполнено с возможностью введения характеристического сигнала снабжения энергией в сигнал управления нагревательной плитой.

86. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 82-85, отличающаяся тем, что характеристический сигнал снабжения энергией имеет частоту выше, чем рабочая частота сигнала управления нагревательной плитой.

87. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 82-86, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления пропускает измерения температуры с датчика температуры через полосовой фильтр, имеющий частоту фильтра, соответствующую частоте характеристического сигнала снабжения энергией, так, что измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, пропускаются.

88. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 87, отличающаяся тем, что измерения температуры, соответствующие частоте характеристического сигнала снабжения энергией, используются для определения значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

89. Система по любому из пп. 72-88, отличающаяся тем, что нагревательная плита содержит многослойную нагревательную плиту в сборе по любому из пп. 1-46.

90. Система дыхательного или хирургического увлажнителя, содержащая:

основной блок, содержащий:

нагревательную плиту, содержащую по меньшей мере один нагревательный элемент;

аппаратное устройство управления, находящееся в электронной связи с по меньшей мере одним нагревательным элементом нагревательной плиты и выполненное с возможностью приложения сигнала управления нагревательной плитой для подачи питания на по меньшей мере один нагревательный элемент нагревательной плиты; и

датчик температуры, соединенный с нагревательной плитой или смежный с ней и выполненный с возможностью генерирования сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты; и

камеру увлажнителя, ограничивающую объем и содержащую проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой, при этом камера увлажнителя выполнена с возможностью удержания уровня воды,

при этом аппаратное устройство управления выполнено с возможностью:

подачи характеристического сигнала снабжения энергией на сигнал управления нагревательной плитой;

приема сигнала от датчика температуры, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией; и

определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании амплитуды и/или фазы принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией.

91. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 90, отличающаяся тем, что определенная амплитуда, превышающая пороговое значение, указывает на состояние низкого уровня воды или отсутствие воды.

92. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 90 или 91, отличающаяся тем, что определенная амплитуда и/или фаза, удовлетворяющая пороговому значению, указывает на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

93. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 92, отличающаяся тем, что определенная амплитуда и/или фаза, находящиеся за пределами или в пределах заданной области в двумерном представлении амплитуды и/или фазы, указывают на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

94. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 90-93, отличающаяся тем, что амплитуда обратно пропорциональна удельной теплоемкости камеры увлажнителя.

95. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 90-94, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления выполнено с возможностью подачи характеристического сигнала снабжения энергией на характеристической частоте.

96. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 95, отличающаяся тем, что характеристическая частота выше, чем рабочая частота управления нагревательной плитой, на которой аппаратное устройство управления подает питание на по меньшей мере один нагревательный элемент нагревательной плиты.

97. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 96, отличающаяся тем, что характеристический сигнал снабжения энергией имеет частоту, которая по меньшей мере в 1,5 раза превышает рабочую частоту управления нагревательной плитой.

98. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 90-97, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления содержит генератор сигналов, выполненный с возможностью генерирования и подачи характеристического сигнала снабжения энергией.

99. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 90-98, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления выполнено с возможностью введения характеристического сигнала снабжения энергией в сигнал управления нагревательной плитой.

100. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 90-99, отличающаяся тем, что аппаратное устройство управления содержит фильтр, который фильтрует сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, для получения сигнала, показывающего отклик на сигнал снабжения энергией.

101. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 100, отличающаяся тем, что фильтр представляет собой полосовой фильтр.

102. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 101, отличающаяся тем, что полосовой фильтр фильтрует сигнал, указывающий температуру нагревательной плиты, в полосе, соответствующей частоте характеристического сигнала снабжения энергией.

103. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 102, отличающаяся тем, что амплитуда сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты на частоте характеристического сигнала снабжения энергией, превышающая пороговое значение, указывает на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

104. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по п. 90, отличающаяся тем, что принятый сигнал содержит частотную характеристику сигнала, указывающего температуру нагревательной плиты, причем аппаратное устройство управления выполнено с возможностью определения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании частотной характеристики.

105. Система дыхательного или хирургического увлажнителя по любому из пп. 90-104, отличающаяся тем, что амплитуда принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией, обрабатывается для определения оценки, при этом, когда оценка выше порогового значения, оценка указывает на состояние низкого уровня воды или отсутствия воды.

106. Система по любому из пп. 90-105, отличающаяся тем, что нагревательная плита содержит многослойную нагревательную плиту в сборе по любому из пп. 1-46.

107. Способ обнаружения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного или хирургического увлажнителя, включающий

с использованием аппаратного устройства управления в основном блоке системы дыхательного или хирургического увлажнителя:

определение значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость камеры увлажнителя, где камера увлажнителя ограничивает объем и выполнена с возможностью удерживать уровень воды, при этом камера увлажнителя содержит проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой основного блока, причем нагревательная плита содержит по меньшей мере один нагревательный элемент, находящийся в электронной связи с аппаратным устройством управления и выполненный с возможностью получения питания от него; и

определение состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании, по меньшей мере определенного значения, из которого можно вывести удельную теплоемкость.

108. Способ обнаружения состояния низкого уровня воды или отсутствия воды в камере увлажнителя системы дыхательного или хирургического увлажнителя, этот способ включает:

с использованием аппаратного устройства управления в основном блоке системы дыхательного или хирургического увлажнителя, причем аппаратное устройство управления выполнено с возможностью приложения сигнала управления нагревательной плитой для подачи питания по меньшей мере одного из нагревательных элементов нагревательной плиты в основном блоке, причем по меньшей мере один из нагревательных элементов нагревательной плиты находится в электронной связи с аппаратным устройством управления;

подачу характеристического сигнала снабжения энергией к сигналу управления нагревательной пластиной, при этом система дыхательного или хирургического увлажнителя дополнительно содержит камеру увлажнителя, ограничивающую объем и содержащую проводящее основание, выполненное с возможностью размещения на основном блоке так, что проводящее основание контактирует с нагревательной плитой, причем камера увлажнителя выполнена с возможностью удерживать уровень воды;

прием сигнала, представляющего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией с датчика температуры, соединенного с нагревательной плитой или смежного с ней; и

определение состояния низкого уровня воды или отсутствия воды на основании амплитуды и/или фазы принятого сигнала, показывающего отклик на характеристический сигнал снабжения энергией.