BR112012021109B1

BR112012021109B1 - método para determinar pressão parcial de um componente gasoso, método para regular a taxa de oxigênio em gás respiratório fornecido por uma máscara respiratória, dispositivo de detecção e regulador de máscara respiratória para ocupante de aeronave

Info

Publication number: BR112012021109B1
Application number: BR112012021109A
Authority: BR
Inventors: Fromage Matthieu
Original assignee: Intertechnique Sa; Zodiac Aerotechnics
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2020-01-14
Also published as: BR112012021109A2; CN102858408B; EP2539023B1; CA2789649A1; US20130327330A1; CA2789649C; EP2539023A1; US20120325207A1; US9808655B2; CN102858408A; WO2011104635A1

Abstract

método para determinar pressão parcial de um componente gasoso e regulador de máscara de respiração para ocupante de aeronave. um método para determinar uma característica tal como pressão parcial ou percentagem de um componente gasoso em um primeiro fluxo de mistura de gás (32) em uma câmara de fluxo (30) onde flui alternadamente o dito primeiro fluxo de mistura de gás (32) e um segundo fluxo de mistura de gás (34) compreendendo as seguintes etapas: a) introduzir o primeiro fluxo de mistura de gás (32) em uma cãmara de detecção (40) quando o primeiro fluxo de mistura de gás (32) flui na câmara de fluxo (30), b) impedir a introdução de gás da câmara de fluxo (30) para cãmara de detecção (40) pelo menos quando o segundo fluxo de mistura de gás (34) flui para dentro da câmara de fluxo (30), c) detectar a dita característica do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de detecção (40).

Description

“MÉTODO PARA DETERMINAR PRESSÃO PARCIAL DE UM COMPONENTE GASOSO, MÉTODO PARA REGULAR A TAXA DE OXIGÊNIO EM GÁS RESPIRATÓRIO FORNECIDO POR UMA MÁSCARA RESPIRATÓRIA, DISPOSITIVO DE DETECÇÃO E REGULADOR DE MÁSCARA RESPIRATÓRIA PARA OCUPANTE DE AERONAVE”

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção se refere a um método para determinar uma característica tal como pressão parcial ou percentagem de um componente gasoso e um regulador de máscara respiratória para ocupante de aeronave. O componente gasoso é em particular oxigênio ou dióxido de carbono.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] A pressão parcial ou percentagem de oxigênio (ou dióxido de carbono) é particularmente útil a fim de satisfazer as necessidades do usuário enquanto reduz o consumo em oxigênio puro (fornecido por um cilindro de oxigênio, um gerador químico ou um conversor de oxigênio líquido) ou gás altamente enriquecido em oxigênio fornecido em particular por um sistema gerador de oxigênio a bordo (OBOGS).

[0003] Mas, quando dois gases tendo misturas diferentes fluem sucessivamente em direções opostas em uma câmara, a medição de uma característica de um componente gasoso no primeiro fluxo de mistura de gás é perturbada pela segunda mistura de gás. A invenção visa reduzir este problema.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0004] Para este propósito, a invenção fornece um método para determinar uma característica tal como pressão parcial ou percentagem de um componente gasoso em um primeiro fluxo de mistura de gás em uma câmara de fluxo onde flui alternadamente o dito primeiro fluxo de mistura de gás e um segundo fluxo de mistura de gás em direções opostas compreendendo as seguintes etapas:

a) introduzir o primeiro fluxo de mistura de gás em uma câmara de detecção quando o primeiro fluxo de mistura de gás flui na câmara de fluxo,

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b) impedir a introdução de gás da câmara de fluxo para a câmara de detecção pelo menos quando o segundo fluxo de mistura de gás flui para dentro da câmara de fluxo,

c) detectar a dita característica do primeiro fluxo de mistura de gás na câmara de detecção.

[0005] De acordo com outro aspecto, de acordo com a invenção, de preferência o método ainda tem as seguintes etapas:

[0006] - prover um usuário com uma máscara respiratória para ocupante de aeronave incluindo um regulador de demanda, [0007] - gerar um fluxo de gás respiratório através da inspiração do usuário dentro da câmara de fluxo, e [0008] - gerar um fluxo de gás de exalação através da expiração do usuário dentro da câmara de fluxo, um entre o fluxo de gás respiratório e o fluxo de gás de exalação sendo o primeiro fluxo de mistura de gás e outro sendo o segundo fluxo de mistura de gás.

[0009] De acordo com um aspecto suplementar de acordo com a invenção, de preferência o método ainda tem as seguintes etapas:

[0010] - dividir a câmara de fluxo em uma câmara respiratória e uma câmara de detecção, [0011] - inserir uma válvula de isolamento entre a câmara de detecção e a câmara respiratória, a fim de impedir a introdução do segundo fluxo de mistura de gás dentro da câmara de detecção, [0012] - gerar o primeiro fluxo de mistura de gás dentro da câmara respiratória, através da respiração do usuário dentro da câmara respiratória.

[0013] De acordo com um aspecto suplementar de acordo com a invenção, de preferência o método ainda compreendendo alimentar a câmara respiratória com o primeiro fluxo de mistura de gás através da câmara de detecção e a válvula de isolamento.

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3/14 [0014] De acordo com um aspecto alternativo de acordo com a invenção, de preferência o método compreendendo alimentar a câmara de detecção com o primeiro fluxo de mistura de gás através da câmara respiratória e a válvula de isolamento.

[0015] De acordo com outro aspecto de acordo com a invenção, de preferência o método ainda compreende introduzir o primeiro fluxo de mistura de gás dentro da câmara de detecção a partir da câmara de fluxo durante a etapa a).

[0016] De acordo com um aspecto suplementar, de acordo com a invenção, de preferência o método ainda compreende:

d) detectar a ocorrência do primeiro fluxo de mistura de gás na câmara de fluxo,

- durante a etapa a), colocar a câmara de detecção em comunicação de fluxo com a câmara de fluxo quando é detectada a ocorrência do primeiro fluxo de mistura de gás na câmara de fluxo.

[0017] De acordo com outro aspecto suplementar de acordo com a invenção, de preferência o método ainda compreende impedir a comunicação entre a câmara de fluxo e a câmara de detecção quando não é detectada a ocorrência do primeiro fluxo de mistura de gás na câmara de fluxo.

[0018] De acordo com outro aspecto, de acordo com a invenção, de preferência o método ainda compreende:

[0019] - colocar um condutor iônico sólido de uma célula eletroquímica de bomba interposto entre a câmara de fluxo e a câmara de detecção, e [0020] - durante a etapa a), bombear o dito componente gasoso da câmara de fluxo para a câmara de detecção através do condutor iônico sólido.

[0021] De outro modo, a invenção fornece um método para proteger o ocupante de aeronave compreendendo as etapas de:

a) prover um usuário com uma máscara respiratória para ocupante de aeronave,

b) fornecer um gás respiratório incluindo uma mistura de gás respirável e gás de diluição para o usuário,

c) detectar a pressão parcial ou percentagem de oxigênio ou dióxido de carbono em fluxo de gás de exalação gerado pelo usuário,

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d) ajustar a taxa de oxigênio ou gás respirável no fluxo respiratório de acordo com a pressão parcial ou percentagem de oxigênio ou dióxido de carbono.

[0022] Parece que a pressão parcial ou percentagem de oxigênio ou dióxido de carbono em fluxo de gás de exalação e uma indicação eficiente no que diz respeito à necessidade de oxigênio do usuário. Portanto o consumo de oxigênio pode ser ajustado de modo preciso.

[0023] A invenção também fornece uma máscara respiratória para ocupante de aeronave incluindo um regulador de demanda, o dito regulador compreendendo: [0024] - uma linha de suprimento de gás respirável a ser conectada a uma fonte de gás respirável e suprindo uma câmara de fluxo com gás respirável, [0025] - uma linha de suprimento de gás de diluição a ser conectada a uma fonte de gás de diluição e suprindo a câmara de fluxo com gás de diluição, [0026] - um dispositivo de ajuste de diluição ajustando a taxa de gás de diluição no gás respiratório suprido para a câmara de fluxo, o dispositivo de ajuste de diluição compreendendo uma válvula de diluição e um dispositivo de controle controlando a válvula de diluição de acordo com um sinal de diluição gerado pelo sensor de gás em função da pressão parcial ou percentagem de oxigênio ou dióxido de carbono em gás de exalação.

[0027] Em modalidades vantajosas, a montagem de respiração de preferência ainda tem um ou mais dos aspectos seguintes:

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0028] Outros aspectos e vantagens da presente invenção aparecerão na descrição detalhada seguinte, com referência aos desenhos anexos em que:

[0029] - a Figurai mostra uma máscara respiratória compreendendo uma câmara de fluxo, [0030] - a Figura 2 representa esquematicamente um primeiro fluxo e um segundo fluxo na câmara de fluxo da máscara respiratória, de acordo com um dispositivo de detecção não dentro do escopo da invenção, [0031] - a Figura 3 representa variações do segundo fluxo na câmara de fluxo com o tempo,

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5/14 [0032] - a Figura 4 representa variações do segundo fluxo na câmara de fluxo com o tempo, [0033] - a Figura 5 representa medições fornecidas por sensores de gás colocados na câmara de fluxo, [0034] - a Figura 6 representa uma primeira modalidade de um dispositivo de detecção de acordo com a invenção, [0035] - a Figura 7 representa uma segunda modalidade de um dispositivo de detecção de acordo com a invenção, [0036] - a Figura 8 representa uma terceira modalidade de um dispositivo de detecção de acordo com a invenção, [0037] - a Figura 9 representa uma quarta modalidade de um dispositivo de detecção de acordo com a invenção, [0038] - a Figurai 0 representa uma etapa de um método de acordo com a invenção usando o dispositivo de detecção da quarta modalidade, [0039] - a Figura 11 é um fluxograma representando diferentes etapas de acordo com a invenção, [0040] - a Figura 12 representa um método de acordo com a invenção, [0041] - a Figura 13 representa uma variação do método representado na Figurai.

DESCERIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0042] A Figura 1 descreve as funções principais de uma máscara respiratória 4 para ocupante de uma aeronave, em particular para o piloto ,disposta em uma cabine 10 de uma aeronave.

[0043] A máscara respiratória 4 compreende um regulador de demanda 1 e ima peça de face oronasal 3 fixada em uma parte de conexão tubular 5 do regulador 1. Quando um usuário 7 veste a máscara respiratória 4, a peça de face oronasal 3 é colocada na pele da face do usuário 7 e delimita uma câmara respiratória 9.

[0044] O regulador de demanda 1 tem um invólucro 2 incluindo uma linha de suprimento de gás respirável 12, uma linha de suprimento de gás de diluição 14 e uma linha de suprimento de gás respiratório 16. A linha de suprimento de gás respiratório

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6/14 tem uma extremidade à jusante em comunicação fluida com a câmara respiratória 9.

[0045] A linha de suprimento de gás respirável 12 é suprida em sua extremidade à montante com oxigênio pressurizado por uma fonte de gás respirável 8 através de um conduto de alimentação 6. Na modalidade mostrada, a fonte pressurizada de gás respirável 8 é um cilindro contendo oxigênio pressurizado. A linha de suprimento de gás respirável 12 supre a câmara respiratória 9 com gás respirável através da linha de suprimento de gás respiratório 16, a extremidade à jusante da linha de suprimento de gás respirável 12 estando diretamente em comunicação fluida com a extremidade à jusante da linha de suprimento de gás respiratório 16.

[0046] A linha de suprimento de gás de diluição 14 está em comunicação por sua extremidade à montante com uma fonte de gás de diluição. Na modalidade ilustrada, o gás de diluição é ar e a fonte de gás de diluição é a cabine 10 da aeronave. A linha de suprimento de gás de diluição 14 supre a câmara respiratória 9 com gás de diluição através da linha de suprimento de gás respiratório 16, a extremidade à jusante da linha de gás de diluição 14 estando diretamente em comunicação fluida com a extremidade à montante da linha de suprimento de gás respiratório 16. Assim, na modalidade ilustrada, o gás respirável e o gás de diluição são misturados na linha de suprimento de gás respiratório 16 do invólucro 2, isto é antes de suprir a câmara respiratória 9 através da parte de conexão tubular 5. Portanto, um fluxo 62 de gás respiratório flui na linha de suprimento de gás respiratório 126 e a câmara respiratória 9, o gás respiratório incluindo gás respirável e gás de diluição misturados.

[0047] O regulador 1 ainda compreende uma linha de exaustão 18 e uma válvula de exaustão 20. A válvula de exaustão 20 está disposta entre a extremidade à jusante da linha de exaustão 18 e a cabine 10 (ar ambiente). A extremidade à montante da linha de exaustão 18 está em comunicação com a câmara respiratória 9 da peça de face oronasal 3 através da parte de conexão tubular 5 e recebe um fluxo 64 de gás exalado pelo usuário. Com relação à exaustão do fluxo de gás de exalação 64, a válvula de exaustão 20 funciona como uma válvula de retenção que se abre sob a

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7/14 pressão do fluxo de gás de exalação 64 e fecha para impedir o ar da cabine 10 de entrar na câmara de fluxo 30.

[0048] O usuário 7 inspira e espira na câmara respiratória 9. A linha de exalação 18 está em comunicação diretamente ou através da câmara respiratória 9 com a linha de suprimento de gás respiratório 16. Portanto, a linha de suprimento de gás 16, a câmara respiratória 9 e a linha de exalação 18 definem uma câmara de fluxo 30 sem separação.

[0049] O regulador de demanda 1 ainda tem um dispositivo de ajuste de pressão 22 e um dispositivo de ajuste de diluição 24.

[0050] O dispositivo de ajuste de pressão 22 ajusta a pressão na câmara de fluxo 30 e em particular na câmara respiratória 9. Na modalidade ilustrada, o dispositivo de ajuste de pressão 22 compreende em particular uma válvula principal disposta entre o conduto de alimentação 6 e a linha de suprimento de gás respiratório 16.

[0051] O dispositivo de ajuste de diluição 24 ajusta a taxa de oxigênio no fluxo de gás respiratório 62. Na modalidade ilustrada, o dispositivo de ajuste de diluição compreende em particular a uma válvula de diluição 23 e um dispositivo de controle 60. A válvula de diluição 23 está disposta entre a linha de suprimento de gás de diluição 14 e a linha de suprimento de gás respiratório 16. O dispositivo de controle 60 controla a válvula de diluição 23.

[0052] O regulador de demanda começa a suprir a primeira mistura de gás (gás respiratório) em resposta ao usuário da inspiração da máscara respiratória e para de suprir gás respiratório quando o usuário para de inspirar.

[0053] Alguém pode se referir à técnica anterior, tal como, por exemplo, ao documento US 6.789.539 para uma descrição mais detalhada de um regulador de demanda. A presente invenção é também aplicável a outros tipos de dispositivo de ajuste de diluição 24, tal como o dispositivo de ajuste de diluição descrito no pedido de patente PCT/FR2011/050359 ou US 6.789.539 incluído por referência.

[0054] A Figura 2 representa esquematicamente a câmara de fluxo 30 em que flui alternativamente um primeiro fluxo de mistura de gás 32 e um segundo fluxo de mistura de gás 34. A fim de ajustar a taxa de oxigênio para distribuir ao usuário 7,

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8/14 uma característica (em particular a pressão parcial ou percentagem de um gasoso) de um componente gasoso (em particular oxigênio ou dióxido de oxigênio) do primeiro fluxo de mistura e gás 32 deve ser detectado por um sensor de gás 42.

[0055] O primeiro fluxo de mistura de gás 32 pode ser tanto o fluxo de gás respiratório 62 quanto o fluxo de gás de exalação 64, o que significa que a característica do componente gasoso detectar pode ser tanto no gás respiratório quanto no gás de exalação. Assim, o primeiro fluxo de mistura de gás 32 flui da parte de conexão tubular 5 para (a boca ou nariz de) o usuário 7 ou do usuário 7 pra a parte de conexão tubular 5. Inversamente, o segundo fluxo de mistura de gás 34 pode ser tanto o fluxo de gás de exalação 63 quanto o fluxo de gás respiratório 62.

[0056] Como representado esquematicamente na Figura 3, entre o tempo 0 e o tempo Τι, o conteúdo de gás na câmara de fluxo 30 atinge o conteúdo de gás do primeiro fluxo de mistura de gás 32 e então entre o tempo Ti e o tempo Τι + T2, o primeiro fluxo de mistura de gás 32 se torna ausente da câmara de fluxo 30.

[0057] Como representado esquematicamente na Figura 4, entre o tempo 0 e o tempo Τι, o segundo fluxo de mistura de gás 34 se torna ausente da câmara de fluxo 30 e então, entre o tempo T1 e o tempo Τι + T2, o conteúdo de gás na câmara de fluxo 30 atinge o conteúdo de gás do segundo fluxo de mistura de gás 34.

[0058] Deve ser notado que nas Figura 3 e 4, o tempo para encher a câmara de fluxo 30 é negligenciado.

[0059] Assim, pode ser considerado por simplificação que sucessivamente durante um período Τι, o primeiro fluxo de mistura de gás 32 flui na câmara de fluxo 30 em uma primeira direção, então durante um período T2, o segundo fluxo de mistura de gás 34 flui para a câmara de fluxo 30 em uma segunda direção oposta à primeira direção, então o primeiro fluxo de mistura de gás 32 flui novamente na câmara de fluxo 30 durante outro período T1, e assim em diante. O período T1 pode ser considerado como igual ao período T2, e chamado T.

[0060] O conteúdo gasoso do primeiro fluxo de mistura de gás 32 sendo diferente do segundo fluxo de mistura de gás 34, o segundo fluxo de mistura de gás 34 perturba a medição da característica do conteúdo gasoso do primeiro fluxo de mistura

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9/14 de gás 32. Deve ser entendido que a primeira mistura de gás e a segunda mistura de gás podem conter os mesmos componentes (pelo menos alguns componentes idênticos), e somente diferem na percentagem de alguns dos componentes (em particular, percentagem de oxigênio, dióxido de carbono e vapor).

[0061] A Figura 5 apresenta três medições 42a, 42b, 42c fornecidas por sensores de gás 42 tendo tempos de resposta diferentes T_r para o exemplo descrito acima. As medições 42a, 42b, 42c correspondem com sensores de gás tendo um tempo de resposta respectivamente igual a T/10, T/2 e 2T.

[0062] Parece que o sensor de gás fornecendo as medições 42a, 42b é adequado para o exemplo presente, enquanto o sensor de gás fornecendo medição 42c não é apropriado.

[0063] Assim, quanto mais curto é o tempo de resposta do sensor de gás, mais precisa é a medição. Mas, um sensor com uma resposta de tempo curto é em geral mais dispendioso que um sensor com uma resposta de tempo mais longo, e algumas vezes um sensor com uma resposta de tempo que satisfaz uma aplicação particular não existe.

[0064] A Figura 6 representa uma primeira modalidade de um dispositivo 100 de acordo com a invenção. O dispositivo 100 é uma parte da máscara respiratória 4 representada na Figura 1.

[0065] O dispositivo 100 compreende um sensor de direção de fluxo 38, um obturador 50, um dispositivo de acionamento 51 e um sensor de gás 42 colocado em uma câmara de detecção 40 em comunicação fluida com a câmara de fluxo 30 através de uma passagem 66.

[0066] O sensor de direção de fluxo 38 e o sensor de gás 42 são conectados ao dispositivo de controle 60. O sensor de direção de fluxo 38 detecta se a direção de fluxo na câmara de fluxo 30 corresponde com a direção da primeira mistura de fluxo 32. Em variante, o sensor de direção de fluxo 38 pode detectar se a direção de fluxo na câmara de fluxo 30 corresponde com a direção da segunda mistura de fluxo 34.

[0067] O obturador 50 é móvel entre uma posição ativa em que fecha a passagem 66 e uma posição inativa em que está longe da passagem 66.

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10/14 [0068] O dispositivo de controle 60 controla o dispositivo de acionamento 51 a fim de colocar o obturador 50 em posição aberta quando o sensor de direção de fluxo 38 detecta o primeiro fluxo de gás 32, de modo que o primeiro fluxo de mistura de gás 32 (parcialmente) entra na câmara de detecção 40. Além do mais, o dispositivo de controle 60 controla o dispositivo de acionamento 51 a fim de colocar o obturador 50 na posição fechada quando o sensor de direção de fluxo 38 não detecta o primeiro fluxo de gás 32, de modo que o segundo fluxo de mistura de gás 34 é impedido de entrar na câmara de detecção 40.

[0069] Portanto, a câmara de detecção 40 contém somente mistura de gás dão primeiro fluxo de mistura de gás 32 em qualquer tempo. Assim, o sensor de gás 42 transmite um sinal de diluição cuja precisão não é influenciada pelo segundo fluo de mistura de gás 34. O dispositivo de controle 60 controla a válvula de diluição 24 de acordo com o sinal de diluição gerado pelo sensor de gás 42.

[0070] O sensor de gás 42 é adaptado para determinar em particular pressão parcial (ou percentagem) em oxigênio (ou dióxido de carbono) do gás contido na câmara de detecção 40.

[0071] O sensor de direção de fluxo 38 inclui em particular um sensor de pressão, um sensor de medida de pressão, um sensor de diferencial de pressão, thermistances, um sensor do estado de uma válvula de retenção ou um dispositivo piezo sensor compreendendo uma folha flexível e detectando a direção da curvatura da folha flexível.

[0072] A Figura 7 representa uma segunda modalidade de um dispositivo 100 de acordo com a invenção.

[0073] Nesta segunda modalidade, a característica do componente gasoso de detectar está no gás respiratório, de modo que o primeiro fluxo de mistura de gás 32 é o fluxo de gás respiratório 62 e o segundo fluxo de mistura de gás 34 é o fluxo de gás de exalação 64.

[0074] Uma válvula de isolamento 36 é inserido entre a linha de suprimento de gás respiratório 16 e a câmara respiratória 9. O sensor de gás 42, em conexão com o dispositivo de controle 60, é colocado na câmara respiratória 16 que forma a câ

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11/14 mara de detecção 40. A válvula de isolamento 36 impede o gás de entrar na câmara de detecção 16, 40 da câmara respiratória 9.

[0075] Na modalidade ilustrada, a válvula de isolamento 36 é uma válvula de retenção. Em variante, pode ser uma válvula de inspiração similar à válvula de exaustão 20.

[0076] A Figura 8 representa uma terceira modalidade de um dispositivo 100 de acordo com a invenção.

[0077] Nesta terceira modalidade, a característica do componente gasoso de detectar está no gás de exalação, de modo que o primeiro fluxo de mistura de gás 32 é o fluxo de gás de exalação 64 e o segundo fluxo de mistura de gás 34 é o fluxo de gás respiratório 62.

[0078] A válvula de isolamento 36 é inserida entre a câmara respiratória 9 e a linha de exalação 18. O sensor de gás 42, em conexão com o dispositivo de controle 60, é colocado na linha de exalação 18 que forma a câmara de detecção 40. A válvula de isolamento 36 impede o gás de entrar na câmara respiratória 9 da linha de exalação 18.

[0079] A figura 9 representa uma quarta modalidade de um dispositivo 100 de acordo com a invenção.

[0080] O detector de gás 42 compreende uma placa de bombeamento 44, um primeiro disco de condutor iônico sólido 45, uma placa comum 46, um segundo disco de condutor iônico sólido 47 e uma placa de detecção 48.

[0081] A placa de bombeamento 44, a placa comum 46 e a placa de detecção 48 são eletrodos de preferência feitos de filmes de platina.

[0082] A placa de bombeamento 44, a placa comum 46 e a placa de detecção 48 são de forma substancialmente anular. Portanto, a câmara de detecção 40 é delimitada pela placa comum 46, o primeiro condutor iônico 45 e o segundo condutor iônico 47.

[0083] A fonte de corrente 39 é inserida entre a placa de bombeamento 44 e a placa comum 46. A placa comum 46 e a placa de detecção 48 são conectadas ao dispositivo de controle 60, bem como o sensor de direção de fluxo 38.

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12/14 [0084] A placa de bombeamento 44, o primeiro condutor iônico sólido 45 e a placa comum 46 definem uma célula eletroquímica de bombeamento 56. A placa comum 46, o segundo condutor iônico sólido 47 e a placa de detecção 48 definem uma célula eletroquímica de detecção 58.

[0085] Os condutores iônicos 45, 47 definem eletrólito sólido. Eles são de preferência feitos de dióxido de zircônio adequadamente adaptado para a condução de íons de oxigênio O2.

[0086] O sensor de gás 42 ainda compreende um filtro opcional 49 circundando a célula eletroquímica de bombeamento 56 e a célula eletroquímica de detecção 58. O filtro 49 impede que partículas entrem no sensor 42. Portanto, o sensor de gás 42 inclui uma câmara de amortecimento 41 se estendendo entre a câmara de fluxo 30 e a célula eletroquímica de bombeamento 56 (e a célula eletroquímica de detecção 58).

[0087] O sensor de gás 42 pode ser colocado na câmara respiratória 9, na linha de suprimento de gás respiratório 16 ou na linha de exalação 18, e de qualquer uma da primeira a terceira modalidades descritas acima.

[0088] Como ilustrado na Figura 10, quando o suprimento de energia elétrica 39 emite uma corrente de bombeamento i no valor Ip, íons de oxigênio são transportados através dos condutores iônicos 45 da câmara de detecção 40 para a câmara de amortecimento 41. Portanto, uma fase de evacuação 28 corresponde com a fase de bombear corrente i igual a Ip. Assim, a pressão parcial em Oxigênio PO2 na câmara de detecção 40 diminui. A voltagem Vs entre a placa de detecção 48 e a placa comum, chamada voltagem Nerst, aumenta.

[0089] Quando o suprimento de energia elétrica 39 emite uma corrente de bombeamento i no valor -Ip, íons de oxigênio são transportados através do condutor iônico 45 da câmara de amortecimento 41 para a câmara de detecção 40. Portanto, uma fase de pressurização 26 corresponde com uma fase de bombear corrente i igual a -Ip. Assim, a pressão parcial em Oxigênio PO2 na câmara de detecção 40 aumenta e a voltagem Nerst Vs entre a placa de detecção 48 e a placa comum 46 diminui.

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13/14 [0090] Em operação, o dispositivo de controle 60 causa uma sequência repetitiva onde a corrente de bombeamento de oxigênio I é sucessivamente invertida para manter a voltagem Nerst Vs entre os valores predeterminados Vi, V2.

[0091] Portanto, a pressão parcial de Oxigênio na câmara de detecção 40 varia entre dois valores POzbaixo e POzalto.

[0092] O período de oscilação Tp é proporcional à pressão parcial de oxigênio na câmara de amortecimento 41. Portanto, o período do ciclo de bombeamento é usado para determinar a pressão parcial de oxigênio ambiente.

[0093] O transporte de oxigênio através do condutor iônico 45 durante a fase de pressurização 26 cria uma queda de pressão na câmara de amortecimento 41. A baixa porosidade do filtro externo 49 limita a entrada do gás ambiente dentro do sensor e é responsável do atraso principal (alto tempo de resposta) na medição de pressão parcial de oxigênio.

[0094] O tempo de resposta do sensor de gás 42 gera um erro na medição da pressão parcial de oxigênio no primeiro fluxo de mistura de gás 32, devido ao segundo fluxo de mistura de gás 34.

[0095] Como mostrado na Figura 11, a fim de limitar o erro na medição da pressão parcial de oxigênio no primeiro fluxo de mistura de gás 32, a direção do fluxo na câmara de fluxo 30 é detectada pelo sensor de direção de gás 38. Durante a etapa S38, baseada no sinal fornecido pelo sensor de direção de fluxo 38, o dispositivo de controle 60 determina se o fluxo na câmara de fluxo 30 está na direção do primeiro fluxo de mistura de gás 32. Se SIM, durante um período de medição 52, a fase de pressurização 26 e a fase de evacuação 28 repetidamente e alternadamente segue uma a outra. Se NÃO, como mostrado na Figura 12, durante um período sem medição 54, a pressurização da câmara de medição 40 é interrompida, nenhuma fase de pressurização 26 ocorrendo durante o período sem medição 54. Consequentemente, a difusão do segundo fluxo de mistura de gás 34 dentro do amortecedor de sensor de gás 41 é reduzida e a precisão de detecção do sensor de gás 42 é aperfeiçoada. Por exemplo, o processo de medição de sensor de gás está ativo durante a inspira

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14/14 ção do usuário e interrompido durante a exalação do usuário se a característica do componente gasoso a ser detectado está no gás respiratório.

[0096] Em uma variante mostrada na Figura 13, durante o período sem medição 54, de preferência no começo, uma fase de evacuação 28 é alcançada. Durante a fase de evacuação 28 do período sem medição 54, como mostrado na Figura 13, a corrente de bombeamento i é de preferência mais baixa que durante a fase de evacuação 28 do período de medição 52, isto é, menor que Ip. Portanto, a fase de evacuação 28 do período sem medição 54 dura todo o período sem medição 54 ou pelo menos mais que metade do período sem medição 54.

Claims

REIVINDICAÇÃO

1. Método para determinar uma característica tal como pressão parcial ou percentagem de um componente gasoso em um primeiro fluxo de mistura de gás (32) em uma câmara de fluxo (30) onde flui alternadamente o dito primeiro fluxo de mistura de gás (32) e um segundo fluxo de mistura de gás (34) em direções opostas, o método compreendendo detectar (38) a ocorrência do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de fluxo (30), o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:

colocar um condutor iônico sólido (45) de uma célula eletroquímica de bomba (56) interposto entre a câmara de fluxo (30) e a câmara de detecção (40),

a) bombear (26) o dito componente gasoso da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) através do condutor iônico sólido (45) quando a ocorrência (52) do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de fluxo (30) é detectada para introduzir o primeiro fluxo de mistura de gás (32) em uma câmara de detecção (40) quando o primeiro fluxo de mistura de gás (32) flui na câmara de fluxo (30),

b) parar o bombeamento (26) do dito composto gasoso da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) quando a ocorrência (54) do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de fluxo (30) não é detectada para impedir a introdução de gás da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) pelo menos quando o segundo fluxo de mistura de gás (34) flui para dentro da câmara de fluxo (30), e

c) detectar a dita característica do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de detecção (40).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende bombear (28) o dito componente de gás da câmara de detecção (40) para a câmara de fluxo (30) através do condutor iônico sólido (45) durante a etapa b).

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3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma câmara de amortecimento (41) é interposta entre a câmara de fluxo (30) e a célula eletroquímica de bomba (56), e a câmara de amortecimento (41) se comunica com a câmara de fluxo (30) através de um filtro (49) em material poroso (baixo).
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende detectar a pressão parcial ou percentagem de um composto no primeiro fluxo de mistura de gás (32) durante a etapa c).
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende detectar pressão parcial ou percentagem de oxigênio no primeiro fluxo de mistura de gás (32) durante a etapa c) e a célula eletroquímica de bomba (56) é parte de um sensor de gás (42).
6. Método para regular a taxa de oxigênio em gás respiratório (62) fornecido por uma máscara respiratória (4) para um ocupante de aeronave (7) compreendendo as etapas do método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, o dito método sendo caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

gerar o primeiro fluxo de mistura de gás (32) misturando um gás respirável pressurizado (8, 12) com um gás de diluição (10, 14), e ajustar (60) a taxa de gás de diluição no fluxo respiratório (62) de acordo com a característica do primeiro fluxo de mistura de gás (32).
7. Dispositivo de detecção para determinar uma característica, tal como uma pressão parcial ou percentagem de um composto gasoso, compreendendo:

uma câmara de fluxo (30), uma câmara de detecção (40) em comunicação fluida com a câmara de fluxo (30), um sensor de gás (42) colocado na câmara de detecção (40) e adaptado para detectar uma característica tal como pressão parcial ou percentagem de um composto gasoso,

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3/4 um dispositivo seletivo (38, 42) isolando a câmara de detecção (40) pelo menos quando o gás flui em uma primeira direção (32) na câmara de fluxo (30) e permitindo a inserção de gás quando o gás flui em uma segunda direção (34) oposta à primeira direção (32) na câmara de fluxo (30), o dispositivo de detecção sendo caracterizado pelo fato de que:

- o dispositivo seletivo compreende:

um condutor iônico sólido (45) de uma célula eletroquímica de bomba (56) interposto entre a câmara de fluxo (30) e a câmara de detecção (40), energia elétrica (39) adaptada para bombear alternadamente (26) um composto de gás da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) através do condutor iônico sólido (45) e da câmara de detecção (40) para a câmara de fluxo (30) através do condutor iônico sólido (45),

-o dispositivo de detecção é configurado para:

bombear (26) o dito componente gasoso da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) através do condutor iônico sólido (45) quando a ocorrência (52) do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de fluxo (30) é detectada para introduzir o primeiro fluxo de mistura de gás (32) em uma câmara de detecção (40) quando o primeiro fluxo de mistura de gás (32) flui na câmara de fluxo (30), e parar o bombeamento (26) do dito composto gasoso da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) quando a ocorrência (54) do primeiro fluxo de mistura de gás (32) na câmara de fluxo (30) não é detectada para impedir a introdução de gás da câmara de fluxo (30) para a câmara de detecção (40) pelo menos quando o segundo fluxo de mistura de gás (34) flui para dentro da câmara de fluxo (30).
8. Dispositivo de detecção, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que:

o sensor de gás (42) é adaptado para detectar pressão parcial ou percentagem de oxigênio, e a célula eletroquímica de bomba (56) é parte do sensor de gás (42).

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9. Regulador (1) de máscara respiratória (4) para ocupante de aeronave (7) compreendendo o dispositivo conforme definido na reivindicação 8, em que a câmara de fluxo (30) é adaptada para fornecer um gás respiratório ao ocupante de aeronave (7), e o regulador sendo caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma linha de suprimento de gás respirável (12) a ser conectada a uma fonte de gás respirável (8) e suprindo a câmara de fluxo (30) com gás respirável, uma linha de suprimento de gás de diluição (14) a ser conectada a uma fonte de gás de diluição (10) e suprindo a câmara de fluxo (30) com gás de diluição, um dispositivo de ajuste de diluição (24, 38, 42, 60) ajustando a taxa de gás de diluição no gás respiratório (62) suprido na câmara de fluxo (30), o dispositivo de ajuste de diluição compreendendo uma válvula de diluição (24) e o dispositivo de controle (60) controlando a válvula de diluição (24), de acordo com um sinal de diluição gerado pelo sensor de gás (42) em função da dita característica.
10. Regulador, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a câmara de amortecimento (41) é interposta entre a câmara de detecção (40) e a câmara de fluxo (30), e a câmara de amortecimento (41) se comunica com a câmara de fluxo (30) através do filtro (49) em material poroso (baixo).