CN102740918B

CN102740918B - 加湿气体输送装置及其控制方法

Info

Publication number: CN102740918B
Application number: CN201080062497.XA
Authority: CN
Inventors: A·E·麦考利; Y·C·孙; J·D·哈伍德
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: GB2509044A; CA2784852A1; CN104888330B; GB201210703D0; GB2509044B; ES2398816B2; WO2011078706A2; CN104888330A; ES2398816B8; US9440042B2; AU2010335072A1; US20220040439A1; ES2398816A1; DE112010005006T5; US20130174841A1; CN102740918A; US11129957B2; US10220177B2; AU2010335072B2; CA2784852C

Abstract

本发明涉及确定加湿器室中的水位的方法，该加湿器室是加湿气体输送装置和系统的一部分。该方法包括步骤：输送功率到加热器板、改变被输送到加热器板的功率、测量温度的变化速率和基于在室内的该体积的水的加热特性确定水位，特别地，基于温度的变化速率和被供应的功率确定室内的水位。

Description

加湿气体输送装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及加湿气体输送装置及其控制方法。

背景技术

在本领域中，许多用于帮助病人呼吸的方法和系统是已知的。持续正压通气（ContinuousPositiveAirwayPressure）（CPAP）涉及给病人的受压气体的管理，通常是通过像面罩的病人接口进行。持续正压通气（CPAP）通常被用于治疗打鼾和阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）。更完全的呼吸支持由通风机供应。

存在与到病人的气道的空气传输相关的问题。粘膜干燥是这种问题中的一个。粘膜干燥是不舒适的并且在夜晚可能唤醒病人。第二天通常会发生反弹鼻塞，类似病毒感染。

在医院的环境中，当病人在呼吸机上时，这种症状也可能发生。典型地，在这种情况下病人被插管治疗，但是替换地，空气可以被通过其它的病人接口输送给病人，像面罩或者鼻管。在医院环境中的病人也可能遭受粘膜干燥、反弹鼻塞以及也遭受由于插管导致的咽喉干燥、刺激和发炎。所有这些问题都导致病人的痛苦并且可能导致更进一步的呼吸问题。

已经使用了许多方法，以试图解决前面描述的症状和情况。这些方法中的一些涉及药剂以减少鼻疾病或者加热病人的房间。最常用的方法是加湿被输送给病人的气体。加湿的气体对于减少或者最小化由输送给病人的空气或者气体而导致的问题有一定作用。加湿器和加湿呼吸气体的方法在本领域中是已知的。大部分通常的加湿方法使用加湿室，加湿室包括储水罐和加热板。水被加热以产生水蒸汽并且气体从加湿室中经过。气体采集并容纳水蒸汽并且因此被加湿。加湿室只能容纳有限量的水并且需要由使用者或者在医院环境中由医院工人重新加注。因此，使用者或者医疗工作人员需要监测室中的水位并且当需要时添加更多的水。这可能是单调的工作并且可能被忽视。被连接在室内的水位传感器是一个测量加湿室内的水位的方法。这个实现太困难并且可能是笨重的。水位传感器难以实现，因为它要求在加湿器内进行电连接、传感器要求校准以及传感器可能与气体的加湿冲突。

US2008/0142019披露了一种包括非密封呼吸接口的高流量治疗系统，该非密封呼吸接口具有靠近其设置的传感器。该系统还包括用以加湿气体的加湿室和用以加热加湿室的内容物的加热板。该系统包括用以控制加热板并且测量被输送的气体的压力的微处理器。该文献披露了监测加热板的温度和功率数据，以确定在加湿室中的水位的状态并且可以触发自动重新加注该室。

US2002/0112725披露了一种用于输送加湿气体到病人的呼吸辅助装置。该系统包括具有加热板和用以控制加热板的加热的微控制器的加湿室。该文献披露了确定加热加湿器的内容物到达适当温度以使气体被加湿到其合适水平所需的功率量的方法。

US2004/0079370披露了一种用在加湿系统中的流量探测器。该探测器供应了温度和流量探测。该文献披露了，当加湿室内的水位太低时警告使用者的“水干报警”。该系统基于加热板功率要求、加热板温度和室的温度计算导热率。控制器将这个计算出的导热率与阈值相比较。如果阈值大于导热率，则水位太低。

在说明书中（其中已经参考了专利说明书、其它的外部文献或者其它信息源），这通常是为了供应用于讨论本发明的特征的背景的目的。除非特别地相反地说明，在任何司法管辖下，对这种外部文献的参考不被解释为承认这种文献或者这种信息源是现有技术、或者形成本领域内公知常识的一部分。

发明内容

本发明的一个目的是，提供一种可以一定程度上克服问题的控制方法或者至少给公众提供一种有用的替代方案。

因此，本发明的第一方面概括地说可以包括一种确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，所述方法包括步骤：

输送功率到加热器，加热器被用于加热室中的内容物，

确定当功率被输送时在时间周期内的温度增加，

基于被输送的功率、温度增加和时间周期确定室内的水位。

优选地，基于温度增加的速率和被输送的功率水平来确定所述水位。

优选地，通过查找表来确定所述室内的所述水位，所述查找表存储与在设定的时间周期内的所述温度变化有关的值，对于所述室内的水位具有给定功率。

替换地，通过使用用于进入物质的热能的方程并且重排所述方程以解出质量，确定所述室内的水位。

优选地，所述方法包括附加步骤：在启动之前，测量所述室中的内容物的温度；在经过了所述时间周期之后测量温度；基于最终温度与初始温度之间的差来确定温度增加。

优选地，前文描述的方法被用以在治疗开始时确定所述室中的初始水位。

另一方面，本发明概括地说可以包括一种确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，其中，该方法包括步骤：

输送功率到加热器以加热所述室中的所述内容物；

在一时间周期内减少输送到所述加热器的功率；

确定在输送至所述加热器的功率减少的同时在设定时间周期内的温度降低；

基于所述温度降低和所述时间周期确定所述室内的水位。

优选地，基于温度降低的速率来确定所述水位。

优选地，所述方法包括附加步骤：在减少所述功率之前，测量所述室中的内容物的温度；在加热器板的功率被减小了一时间周期之后，测量温度。

优选地，通过查找表来确定所述室内的水位，所述查找表包含温度降低与所述室内的水位之间的关系。

优选地，所述方法用以在治疗开始时或者在治疗期间确定所述室内的水位。

在另一方面中，本发明可以说是包括一种通过加湿气体输送系统将加湿气体输送给病人的方法，包括步骤：

确定在所述加湿气体输送系统内的室中的水位；

接收并且存储病人的治疗数据，所述病人的治疗数据至少包括平均治疗时间；

控制供应到加热器板的功率，使得在根据所述病人的治疗数据提供的最小加湿量的同时所述室中的水量持续所述治疗时间的至少大部分。

优选地，前文描述的方法中的任意一个可以还包括步骤：

在治疗开始之前，测量所述室中的水位；

在治疗开始之前或者在治疗的早期阶段，如果所述水位太低，向使用者报警。

替换地，前文描述的方法中的任意一个还包括步骤：

在所述病人的治疗期间，确定所述室中的水位；

如果所述室中的水位低于最小水位，则切断输送到所述加热器板的功率。

优选地，基于温度增加的变化速率和被输送的功率水平来确定所述室内的水位。

替换地，基于当输送到加热器的功率被切断或者减少时温度降低的速率，来确定所述室内的水位。

替换地，可以通过前文中描述的方法中的任意一个确定室内的水位。

在另一方面中，本发明可以说是包括一种适于加湿气体流的加湿装置，该加湿装置包括：

加湿室，所述加湿室适于容纳一定体积的水，所述加湿室包括：入口，所述入口用于接收气体流；出口；加热器板，所述加热器板在使用中与所述加湿室接触，所述加热器板适于加热所述加湿室和所述室内的内容物，以在所述室内产生水蒸汽；

电子控制器，所述电子控制器适于控制被供应到所述加热器板的功率，

所述控制器适于：

●输送功率到加热器，所述加热器用以加热所述室的内容物;

●确定当所述功率被输送时在一时间周期内的温度增加；

●基于被输送的功率、所述温度增加和所述时间周期，确定所述室内的水位。

在另一方面中，本发明可以说是包括一种适于加湿气体流的加湿装置，加湿装置包括：

加湿室，所述加湿室适于容纳一定体积的水，所述加湿室包括：入口，所述入口用于接收气体流；出口；加热器板，所述加热器板在使用中与所述加湿室接触，所述加热器板适于加热所述加湿室和所述室内的内容物，以在所述室内产生水蒸汽，

所述控制器适于：

●输送功率到加热器，以加热所述室的内容物；

●在一时间周期内减少输送到所述加热器的功率；

●确定在输送至所述加热器的功率减少的同时时在设定时间周期内的温度降低，

●基于所述减少的功率、所述温度降低和所述时间周期来确定所述室内的水位。

电子控制器，所述电子控制器适于控制供应到所述加热器板的功率，

所述控制器适于：

●确定所述加湿气体输送系统内的室中的水位；

●接收并且存储病人的治疗数据，所述病人的治疗数据至少包括平均治疗时间，

●控制供应到加热器板的功率，使得在根据所述病人的治疗数据提供最小加湿量的同时所述室中的水量持续所述治疗时间的至少大部分。

在另一个方面中，本发明可以说是概括地包括一种用于将加湿气体输送给病人的加湿气体输送系统，包括：

增压气体源；

加湿室，所述加湿室适于在其内部容纳一定体积的水，所述加湿室具有入口和出口，所述加湿室通过所述入口接收来自所述气体源的气体流，所述气体流在所述室内被加湿并且通过所述出口排出；

加热器板，所述加热器板适于加热所述加湿室的内容物；

病人接口，所述病人接口从所述加湿室接收加湿气体并且将所述加湿气体输送给所述病人；

控制器，所述控制器调节输送到所述加热器板的功率以及所述气体源的流量。

替换的实施例

其它的替换的实施例可以包括下列方法的任何一个或者任何组合。

一个替换的实施例可以包括在系统启动时确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，该方法包括步骤：

输送功率到加热器，加热器被用以加热室的内容物；

测量室中的内容物达到目标温度的时间；

基于室中的内容物达到目标温度所花的时间的量来确定室内的水位。

优选地，通过查找表来确定室内的水位，该查找表包含达到目标温度的时间与室内的水位之间的关系。

优选地，所述方法包括步骤：在加热之前，测量温度；以及在整个加热期间测量温度，以监测何时达到目标温度。

另一个替换的实施例可以包括根据前面的要求中的任意一个中所述的在系统启动时确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，该方法包括进一步的步骤：

输送功率到加热器，加热器被用以加热室的内容物；

测量初始温度；

减少被输送到加热器的功率；

测量在输送减少的功率的同时室中的内容物达到目标温度所花的时间；

基于达到目标温度所花的时间和减少的功率水平确定室内的水位。

优选地，通过查找表来确定室内的水位，该查找表与利用达到目标温度的时间而实现的室内的水位有关。

另一个替换的实施例可以包括在使用中确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，该方法包括步骤：

输送功率到加热器板以加热室的内容物；

测量室中的内容物的初始温度；

在一时间周期内改变输送到加热器板的功率的量，以引起室内的水的温度的变化；

确定一旦输送到加热器板的功率被改变时在设定时间周期内的温度变化；

基于温度变化、时间周期和被输送的功率之间的关系，计算室内的水位。

优选地，输送到加热器板的功率在设定的时间周期内被切断，以基于温度变化和时间周期之间的关系确定室内的水位。

优选地，所述功率在设定时间周期内增加，基于温度变化、输送的功率和时间周期来确定所述水位。

优选地，该方法包括，在确定室内的水位之前，测量环境空气温度和空气流量。

优选地，以设定时间间隔执行所述方法，并且每次执行该方法时，存储计算出的水位。

优选地，方法包括，存储在前面的时间间隔中计算出的水位的值、计算室中水的蒸发率、以及通过从前面时间间隔的水位中减去蒸发率而计算实际的室内的水位。

优选地，初始水位值被控制器接收，作为来自于使用者接口的使用者输入。

替换地，可以由适合的传感器测量初始水位值。

另一个替换的实施例可以包括确定环境湿度的方法，该方法包括步骤：

确定室中的水量的变化；

测量进入室的空气流量；

测量环境温度；

基于水位的变化、空气流和环境温度确定环境湿度。

优选地，方法包括步骤：通过查找表来计算环境湿度，该查找表与加湿室中的水位、环境温度、空气流量和环境湿度有关。

测量室中的内容物的温度；

确定一旦输送到加热器板的功率被改变时在第一设定时间周期内的温度变化，

针对所述设定时间间隔和被输送的功的率存储值，计算水位。

另一个替换的实施例可以包括确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，包括步骤：

从使用者输入中接收水位值；

存储所述水位值；

计算所述室中的水的蒸发率；

通过被存储的水位值减去所述计算的蒸发率而计算室内的水位的实际值。

优选地，该方法在使用中被以指定时间间隔重复。

通过使用者接口从使用者输入中接收初始水位值；

存储初始水位值；

测量室中的内容物的温度；

输送功率到加热器板，以引起所述室内的水的温度的变化；

确定当输送到加热器板的功率水平被改变时在设定时间周期内的温度变化；

确定所述室中的水的蒸发率；

基于初始水位、蒸发率、温度变化、时间周期和被输送的功率水平，计算水位。

优选地，所述方法包括在确定室内的水位之前测量环境温度和空气流量。

优选地，基于经过所述室的气体的质量传递、湿表面面积、湿表面蒸气压力和气体流的蒸气压力计算所述蒸发率。

优选地，基于所述室的几何形状确定所述湿表面面积，所述湿表面面积值在计算蒸发率之前被计算、存储在存储器中，从存储器调用湿表面面积以计算蒸发率。

优选地，基于通用气体常数、气体的分子质量和质量传递系统计算质量传递，质量传递值在计算蒸发率之前被计算出并且被存储在存储器中，并且从存储器被调用以计算蒸发率。

优选地，所述方法包括步骤：在确定室中的水的蒸发率之前测量环境湿度、气体的体积流量和流进所述室的所述气体的蒸气压力。

优选地，基于环境湿度确定所述湿表面蒸气压力，以及基于所述体积流量和气流模式特性计算所述质量传递系数，并且湿表面蒸气压力和质量传递系统在确定蒸发率之前被计算。

优选地，前面描述的方法中的任意一个还包括步骤：

控制被供应到所述加热器板的功率，使得所述室中的水量持续治疗时间的至少大部分，同时在标称治疗时间内供应足够量的加湿。

优选地，所述标称治疗时间是基于病人治疗时间的历史记录。

优选地，前文描述的方法中的任意一个可以还包括步骤：

接收和存储病人的治疗数据，特别是病人的平均治疗时间和所需的加湿的量。

另一个替换的实施例可以包括在启动时确定加湿器室中的水位的方法，该加湿器室在加湿气体输送系统启动时被用作所述系统的一部分，所述系统包括在使用中用以加热所述加湿器室的内容物的加热器、测量所述加湿器室的内容物的温度的温度传感器、和从所述温度传感器接收数据的控制器，所述方法包括步骤：

测量所述室的内容物的温度；

以已知的速率输送功率到所述加热器；

在一时间周期已经过去之后测量所述室的内容物的温度并且确定在所述时间周期内所述内容物的温度增加，

基于被输送的功率的量、所述温度增加和所述时间周期确定在所述室内的水位。

另一个替换的实施例可以包括确定加湿器室中的水位的方法，该加湿器室在加湿气体输送系统启动时被用作所述系统的一部分，所述系统包括在使用中用以加热所述加湿器室的内容物的加热器、测量所述加湿器室的内容物的温度的温度传感器、和从所述温度传感器接收数据的控制器，所述方法包括步骤：

输送供功率到加热器以加热室的内容物；

在一时间周期内减少输送到加热器的功率；

确定在输送至加热器的功率减少时在设定的时间周期内的温度降低；

基于减少的功率、温度降低和时间周期确定室内的水位。

另一个替换的实施例可以包括在启动时确定加湿器室中的水位的方法，该加湿器室在加湿气体输送系统启动时被用作所述系统的一部分，所述系统包括在使用中被用以加热所述加湿器室的内容物的加热器、测量所述加湿器室的内容物的温度的温度传感器、和从所述温度传感器接收数据的控制器，所述方法包括步骤：

输送功率到加热器，加热器用以加热室的内容物；

测量室中的内容物达到目标温度的时间；

基于室中的内容物达到目标温度所花的时间的量确定室内的水位。

另一个替换的实施例可以包括在启动时确定加湿器室中的水位的方法，该加湿器室在操作或者使用加湿气体输送系统的期间被用作所述系统的一部分，所述系统包括在使用中用以加热所述加湿器室的内容物的加热器、测量所述加湿器室的内容物的温度的温度传感器、和从所述温度传感器接收数据的控制器，所述方法包括步骤：

输送功率到加热器板以加热室的内容物；

测量室中的内容物的初始温度；

在一时间周期内改变输送到加热器板的功率的量以引起室内的水的温度的变化；

基于温度变化、时间周期和被输送的功率之间的关系计算室内的水位。

测量室中的内容物的温度，

确定一旦输送到加热器板的功率被改变时在第一设定的时间周期内的温度变化；

针对所述设定的时间周期和被输送的功率存储值计算水位。

通过使用者接口从使用者输入中接收初始水位值；

存储初始水位值；

测量室中的内容物的温度；

输送功率到加热器板以引起在所述室内的水的温度的变化；

确定当输送到加热器板的功率水平被改变时在设定的时间周期内的温度变化；

确定所述室中的水的蒸发率，

基于初始水位、蒸发率、温度变化、时间周期和被输送的功率水平来计算水位。

本发明也可以概括地说包括本申请的说明书中提到或者示出的部件、元件和特征，单独地或者总体地，以及任意两个或者更多所述部件、元件或者特征的任何或者所有组合，并且其中，具体的整体在这里被提到，该具体的整体在本领域中具有本发明与其相关的已知的等同物，这种已知的等同物被认为是在这里被合并到本文中，如同单独地描述了一样。本发明在于前面的内容，并且也设想了下文只给出了其实例结构。

如使用在说明书中的词语“包括”意思是“包含至少部分”。当解释在这个说明书中包括了词语“包括”的每个陈述时，不是以该词语为前序的那个或者那些特征的特征也可以出现。相关的词语例如“包含”和“构成”将被以相同的方式解释。

附图说明

图1显示了用于输送加湿的呼吸气体到使用者的通风机加湿系统。

图2显示了持续正压通气（CPAP）加湿系统，该持续正压通气（CPAP）加湿系统用作用于输送加湿的呼吸气体到使用者的系统的一部分。

图3显示了基于时间周期内的冷却确定加湿器室中的水位的方法的流程图。

图4显示了基于时间周期内的温度增加确定加湿器室中的水位的方法的流程图。

图5显示了基于加热室中的内容物到达目标温度所花费的时间确定加湿器室中的水位的方法的流程图。

图6显示了基于室中的内容物冷却到目标温度所花费的时间确定加湿器室中的水位的方法。

图7显示了在使用中基于温度变化确定加湿器室中的水位的一般化方法的流程图。

图8显示了在使用中基于计算蒸发率确定加湿室中的水位和基于蒸发率、初始水位和温度变化确定水位的方法的流程图。

图9至12显示了当加热器功率被切断时温度响应的实验结果，每个图显示三个体积的水的温度响应，其中温度在系统或者加湿器中的不同位置被测量。

图13显示了加热水直到达到稳定态温度的温度响应。

具体实施方式

加湿系统

参考附图，结合本发明的示例性的加湿装置或者呼吸加湿系统被图示出。图1显示了呼吸加湿系统1，呼吸加湿系统1包括具有出口3的通风机或者气体供应装置或者通风装置2，出口3供应气体（例如空气、氧气、麻醉气体）到加湿室5的入口4。在通风机系统中加湿器室5的入口通过适合的导管6被连接到通风机2的出口。图2显示了典型的持续正压通气（CPAP）系统，其中加湿器与鼓风机30成一体，鼓风机30用于吸入周围的空气并且在压力下把它输送到加湿器室5。鼓风机和加湿室5集成为一个单元。鼓风机位于壳体31中。

加湿室5例如可以包括具有热传导基座7的塑料成形的室，该基座密封室5的底部。加湿室5适于在其内部容纳一定体积的水8并且加湿室的基座7优选地由例如铝的热传导性材料形成。室5的热传导基座7与加湿装置或者加湿器10的加热器板9接触。加湿器10包括控制器11。控制器控制加热器板9的操作并且也控制加湿系统的其它部件和特征。

当室5内的水被加热时，它将慢慢地蒸发，混合水蒸汽和从鼓风机2流过加湿室5的气体。相应地，被加湿的气体通过室的出口12离开室5并且被通过气体传输通道或者吸气导管14输送给病人13或者其他需要这种气体的人。为了减少吸气导管14内的冷凝以及提高被提供给病人13的气体的温度，加热丝15可以被设置在吸气导管14的内部、周围或者邻近位置。可以由来自于加湿器10的电流将能量供应至加热丝。电流的供给可以被控制器11控制。

图1显示了病人接口16。在这个实例中接口是覆盖在病人的鼻子和嘴上的面罩。许多其它的病人接口可以用来输送被加湿和增压气体给病人，例如，鼻管、鼻枕、鼻罩、口罩、插管、全脸面罩、鼻吹（nasalpuffs）和口鼻面罩。病人接口16被连接到吸气导管14并且适于从吸气导管14接收气体并把气体输送到病人13的鼻腔或者口腔。为病人的呼气气体提供返回到鼓风机或者通风机2的返回通道也是可能的。在这种情况下，适合的管件，例如“Y形管”，可以被附装在病人13、吸气导管14和被连接到通风机或者鼓风机2的入口（没有被显示出）的呼气导管（没有被显示出）之间。

控制器11例如可以包括微处理器或者逻辑电路，该微处理器或者逻辑电路具有关联的存储软件程序的存储器或者储存器。软件程序优选地包括一系列关于系统1的操作和控制的指令。软件程序被控制器执行以基于软件程序中的指令以及基于外部输入控制系统的操作。控制器实现确定加湿室5中的水位的方法。这些方法以及控制器的其它的功能现在将被更详细地描述。

在替换的类型中，持续正压通气（CPAP）装置或者呼吸加湿系统可以包括使用者接口22。使用者接口允许使用者与控制器通信。使用者接口也允许控制器11把关于系统或者正压通气（CPAP）装置的信息传达给使用者。在最优选的类型中，使用者接口包括屏幕和键盘。使用者可以从键盘输入信息。键盘被连接到控制器并且把使用者的信息送进控制器11中。来自于键盘的信息被以适当的格式传输以允许控制器11处理该信息或者替换地控制器可以把来自于键盘的信息转换成正确的格式。屏幕输出来自于控制器11的信息给使用者。屏幕优选地是液晶显示（LCD）屏，但是替换地可以是任何其它的屏幕以显示信息。屏幕优选地适于以字母数字格式显示信息，但是可以以任何其它的适合的格式显示信息。键盘和屏幕也可以与呼吸加湿系统或者持续正压通气（CPAP）装置的其它元件通信。

图7显示了确定加湿器室中的水位的一般化的方法。该方法优选地由控制器11实现。该方法首先在步骤70通过输送功率到加热器板而开始。控制器确定被输送到加热器板的功率水平并且当系统1在供应加湿气体时持续地输送功率。室5中的水的初始温度然后在步骤71被测量。控制器使用传感器确定水的初始温度。控制器接收来自于传感器的信息。这个步骤是可选的并且不必须被执行；但是在大多数情况下这个步骤将被执行。下一步，在步骤72，在设定时间周期内改变输送到加热器的功率。控制器11可以增加功率或降低功率或者切断被输送到加热器板9的功率。下一步，在步骤73，测量该设定的时间周期结束时的温度。在功率被改变的时间周期结束时，控制器测量温度。下一步，在步骤74，温度的变化速率被确定。温度的变化速率是特定体积的水的温度响应。虽然该方法描述的是，功率在设定时间周期内改变，但是作为替换，功率可以被改变直到达到设定的温度，并且达到该设定温度所花费的时间可以被测量。温度响应（温度的变化速率（变化率））是随着时间变化的温度变化。该方法可以测量已知时间内的温度变化，或者替换地，测量发生设定温度变化所花费的时间。这些确定温度变化速率（变化率）的方法两者都是本发明的部分。下一步，在步骤75，确定基于温度变化速率和被输送的功率的水位。控制器基于对于特定功率水平或者功率水平的变化的温度响应确定室内的水位。温度变化速率和功率水平与水位之间的关系可以从查找表或者系统的导出方程确定。查找表被构建，并且通过测量并且存储室中不同体积的水的不同温度响应而实验性地确定水位与温度变化速率（温度响应）的关系。

启动时的室水位

图4和5显示了用以确定启动时室的水位的步骤的流程图。在系统启动时室水位通过控制器11被测量以确定在加湿室5中的基础水量。在启动时，在步骤40或者步骤50，控制器11输送功率到加热器以加热室中的内容物。优选地，在步骤50，控制器11给加热器板9供应能量直至达到其全功率，并且测量室中的内容物达到预定温度的百分比或者达到预定的温度所花费的时间。在步骤43，温度变化速率也可以被确定为对于给定的功率输入达到目标温度所花费的时间。例如，在全功率下控制器测量室中内容物达到预定温度的75%所花的时间。更具体地，在步骤41，在加热之前控制器确定初始温度。在步骤42，加热后的温度被测量或者温度被测量以确定是否目标温度被达到。一旦时间被测量，控制器节流被供应到加热器板的功率以降低功率值。加热器板功率输入可以是阶梯式的，以在不同的温度加热室5内的水并且测量水的温度响应，以确定室5内的水位。在步骤43，温度变化速率被测量。更具体地，在启动时（在步骤43中）在时间周期内的温度增加被确定。室的温度可以通过测量水、室的壁、加热器板的温度或者在室的出口处的出口空气温度而被确定。控制器关联加热水到预定温度所花费的时间和室5中的水的热质量。系统可以使用传感器或者任何其它的适合的装置测量水的初始温度或者水的环境温度。温度上的变化通过使用水的初始温度和水的最后测量的温度被计算出。温度响应或者温度变化速率可以被控制器11确定。

优选地，在步骤44或者步骤52，控制器11访问查找表，该查找表关联对于给定的热能量输入的温度变化速率和室内的水位。查找表优选地包括温度变化速率，对于特定的热或者电功率输入具有对应的水位值。查找表包括对于被供应到加热器板的一定范围的电功率或者热量的温度变化速率或者温度值以及对应水位值。优选地，查找表被存储在加湿装置10的存储器中。存储器也与控制器11关联，控制器11可以访问存储器以从存储器中读出信息以及写入信息到存储器中。控制器11使用查找表以基于关联了在不同的功率水平下的温度变化速率和水位的查找表确定室内的水位。在替换的类型中，查找表可以关联温度变化的量和室5内的水位。例如，水位可以被关联到在选定时间周期内的温度变化的量而不是在给定功率水平下的温度变化速率。查找表可以基于在不同环境条件下对于不同体积的水的不同的温度变化速率的实验结果而被创建。

图13显示了对于不同水位的温度响应实验曲线图。这可以形成查找表的基础。图13是在被输送到加热器板9功率为85瓦特时温度响应的曲线图。优选地查找表基于来自于若干条像图13中的一条一样的曲线的数据，这些曲线中的每一条对应于不同的被供应到加热器的功率水平。图13中的曲线显示了当功率被输送的时候的温度增加，因为这是在启动时的曲线。为了清楚，图13显示了关于3个水位的三条温度响应曲线。系统优选地包括对于多个体积而测量的或者标绘的温度响应。最优选地，对于所有工作体积或者水位温度，响应被测量或者根据实验确定。工作体积或者工作水位意指在加湿的期间所必需的不同的水位或者体积。例如，室的最小体积可以是10毫升并且最大工作体积可以是800毫升。对每个体积，温度响应被确定或者求解得到，在这个情况下，在100毫升、300毫升和600毫升处。这是一个实例，但是温度响应可以是对于任何水的体积间隔的，为了清楚，在图13中仅仅显示了3个体积，但是，更通常地，更多的体积可以被标绘，例如，在从10毫升到800毫升中的2毫升间隔处。对于85瓦特，可以通过确定或者测量时间间隔后的温度并且参照对于该水位的标绘图而确定室中的水位。在一个替换的类型中，在初始温度和直到标绘图中引线1300处之间的温度，变化速率可以被测量。在该引线之后温度是稳定态温度，如根据图13的一样。一旦温度变化速率被确定，对于特定的功率水平或者加热器被切断的情况，可以达到稳定态温度，可以通过引线1300指示切断加热器。也可以因为将水位关联到其它的功率输入水平而生成标绘图或者查找表。图13是85瓦特的一个实例。图13显示了室内的水的温度响应。

替换地，查找表可以包括嵌入的公式，该嵌入的公式关联对于不同的环境条件和流量的温度变化速率或者温度达到预定温度所花费的时间和水位。控制器运行有关传感器的环境条件输入、温度值或者温度变化速率、流量和加热和冷却的时间周期的公式。嵌入的公式可以被存储在控制器的存储器中。公式可以被设计出并且被编程在控制器中。

替换地，控制器可以使用水的热质量的方程计算室中的水位。热质量等于水量乘以其比热容。水的比热容是已知的值，该值可以被编程到控制器中并且存储在被与控制器9关联的存储器中。传导进入或者传导出一定体积材料的热能的方程是基于热质量乘以温度的变化的。热能的量由下面的方程表示：

Q＝mcΔT

Q=被供应到物质的热能

m=质量

c=比热容

ΔT=温度变化

被供应到室内该体积的水中的热能是已知的，因为它与被供应给加热器板的能量相关。加热器板被供应能量到全功率，意味着热量Q等于被供应到加热器板的最大电功率减去在加热系统和/或加热板内的任何损耗。在启动时，室的内容物被加热直到达到设定温度，或者替换地，室5的内容物被加热设定时间周期并且温度变化被测量。基于被施加到室5的内容物的热的方程（上文所示），室内的水的质量可以被计算出。根据水质量，可以计算出水体积。

在水位测量的方法的一个优选的形式中，控制器测量具有从加热器板9接收的功率时的温度降低。这个方法具有的优点是，它不依赖于制造差异影响，像单元与单元之间可能变化的加热器板加热特性或者经过加热器板的导热率。在最优选的形式中，室5中的水被加热到已知的温度并且能量供应至加热器板，到达设定功率水平。控制器然后测量室或者室中的内容物温度从第一已知温度降低到第二已知温度的时间。例如，测量室中的内容物被加热到40摄氏度然后室中的内容物从40摄氏度降低到30摄氏度的时间。替换地，控制器可以测量设定时间内的温度降低，这个设定时间可以被存储在控制器的存储器中。使用关联温度降低与室内水位的查找表确定室内的水位。根据实验确定温度降低和水位之间的关系并且将其存储在被关联到控制器的存储器中。水位和温度降低之间的基本的关系是：水质量或者体积越大，温度降低所花的时间越长。更大体积或者质量的水导致更长的冷却时间。

在进一步的替换的形式中，使用者可以从使用者接口输入初始水位值。控制器可以存储这个初始水位值或者可以把它返回显示给使用者。控制器也可以通过屏幕询问使用者水位值的一致性（conformation，构成）。

在使用期间的室水位

图3和6显示了用于基于水位的冷却变化速率确定水位的流程图。流程图显示了可以用以在使用期间确定室5中的水位的方法。控制器9也可以当室5在使用中的时候通过运行下文描述的第二方法计算室中的水量。在使用中，呼出的（respiratory）或者呼入（breathing）的气体通过室入口流入室5中、变成加湿的并且流出室出口。在步骤30或者步骤60，控制器输送功率到加热器板。这个是使用条件，其中，供应能量至加热器板以加热水，使得水蒸汽被生成以加湿气体流。在步骤31或者步骤61，控制器测量初始温度。在步骤62或者步骤32，控制器11改变被供应到加热器板的功率。优选地，在步骤32或者步骤62，控制器减少输送到加热器板的功率，以及甚至更优选地，控制器切断输送到加热器板的功率。在步骤63或者步骤34，控制器确定室中的内容物8的温度响应（即，冷却的温度变化速率）。优选地，在步骤33，控制器在功率被切断（或者被改变）的时间周期结束时测量温度。控制器确定两个值中的一个，任何一个设定时间周期内的温度变化（如根据步骤34的一样），例如，控制器可以切断输送到加热器板的功率并且测量设定时间内的温度降低（如根据步骤33和34的一样）。替换地，控制器可以测量室中的内容物8的温度降低到某个指定的温度所花费的时间（如根据步骤63的一样），例如，控制器11可以切断加热器板，并且测量系统温度变化两度所花费的时间。如根据任一个方法的这些被确定的值两者都是冷却的温度变化速率的表征。遗留在加湿室内部的水量由控制器（在步骤35或者步骤64）基于冷却的温度变化的变化速率确定。任一个确定温度变化速率的方法可以被使用。

在使用期间，根据实验确定室内的水位，意味着，根据实验确定冷却的温度变化速率和水位之间的关系并且将其存储在另外的查找表中。用于在使用期间的水位的查找表被存储在控制器11的存储器中。控制器访问该查找表以确定室内的水位。控制器改变功率并且测量温度变化。控制器然后通过使用该查找表以基于早先确定的其它变量确定水位的值，确定室5内的水位。一旦水位被确定，输送到加热器板的功率被恢复到正常的操作水平。

在确定使用中的水位的方法中，控制器减少到加热器板的功率或者切断到加热器板的功率然后测量在指定的时间间隔中的温度降低的量。一个替换方案是温度变化速率，或者测量温度降低指定的量所花的时间。查找表优选地包括水位和对于指定时间间隔温度变化的量之间的关系。可以基于在不同环境条件下对不同体积的水的温度变化的不同变化速率（即，冷却率）的实验结果而生成查找表。在图9至12中显示用以生成查找表的实验结果的实例。查找表关联水的体积和冷却的温度变化速率，如在图9至12中所见的一样。可以从基于特定体积的冷却率的标绘图中测量或者确定在室中的水的体积或者水位。在室5中的每个体积的水具有不同的冷却率或者对于冷却的不同的温度响应，如从关联到不同体积的三条曲线所见的一样。显示在图9至12中的曲线是对于0功率被输送到加热器板的，即，功率被切断。为了清楚的目的，只有三个体积显示在图9至12中。在实际的查找表中，对于室的每个工作体积确定冷却率和体积之间的关系。工作体积或者工作水位意思是指，在加湿期间所需的不同水位或者体积。例如，室的最小体积可以是10毫升以及最大工作体积可以是800毫升。对从10毫升到800毫升以2毫升间隔的每个体积，确定或者求解得到温度响应（即，冷却率）。图9-12显示三个体积（600毫升、300毫升和100毫升）的一个实例，但是，温度响应可以是对任何水体积间隔。每个水体积具有独特的冷却响应（即，冷却的温度变化速率）。如果没有功率被输送到加热器上，冷却率不依赖于功率水平。图9显示了室中的水的温度响应。图10显示了加热器板温度的温度响应。图11显示了室穹顶表面的温度响应。图12显示了在室出口处的温度响应。任何一个或者所有温度测量位置可以用以用前文描述的方法中的任意一个测量温度。附图证实了水的体积越大使得冷却所花的时间越长的关系。

替换地，查找表可以包括嵌入的公式，该嵌入的公式关联对于不同的环境条件和流量的温度变化速率或者温度达到预定温度所花费的时间和水位。控制器运行有关传感器的环境条件的输入、温度值或者温度变化速率、流量和加热和冷却的时间周期的公式。嵌入的公式可以被存储在控制器的存储器中。公式可以被设计出并且被编程在控制器中。

可以使用靠近室5的入口4设置的流量传感器或者压力传感器确定空气流量，在入口4处，室从鼓风机2接收气体流。在最优选的类型中，流量传感器或者压力传感器被设置在鼓风机2中的风扇的正前方。替换地，传感器可以被设置在室5的入口4和鼓风机2之间的任何地方。

将描述用于在使用期间计算室内的水位的进一步的替换的方法。该方法涉及给加热器板9供应能量，到达指定的水平。

水蒸发率计算

根据用于在使用期间测量水位的替换的方法，控制器11计算加湿器室5中的水消耗量或者蒸发率，然后使用被消耗的水量来计算室中的水位。图8显示了用以基于蒸发率确定水位的一个方法的流程图。根据加湿室5中的水的蒸发率来计算被消耗的水量。被消耗的水量或者蒸发率是基于环境温度、环境湿度水平、加热板设定、空气体积流量和湿表面面积。湿表面面积可以是室中的储水池的面积或者室5内的水的表面面积。优选地，控制器11直接测量环境温度、加热器功率和空气流量。控制器11在存储器中存储这些值并且调用这些值以确定蒸发率。

蒸发率可以基于这些输入和下面的方程计算：

M_B分子质量

R_g通用气体常数

h_m质量传递系数

A_储水罐湿表面面积

P_Bi空气流的蒸气压力

P_Bo湿表面的蒸气压力

根据空气体积流量和在不同的体积流量和水位下的空气流模式特性计算出质量传递系数A_储水罐通过知晓室的几何形状是已知的输入。P_Bi是将总是被认为处于饱和水平的湿表面蒸气压力。P_Bo可以通过基于知晓环境湿度水平而被计算出。环境湿度水平优选地通过使用湿度传感器或者任何其它适合的测量装置测量。这个蒸发率可以用于通过从初始水位减去蒸发量以产生当前的水位值来计算室内的水位。可以当系统正在工作时执行这个计算。控制器优选地在加湿系统的整个工作时间不断地运行对于蒸发水量的计算并且保持水位的估算。最优选地，控制器每若干秒执行这些计算，例如每30秒。替换地，控制器可以以分钟为间隔或者任何其它适合的间隔来执行这些计算。可以使用如前文描述的用于在启动时确定水位的方法中的任何一个而确定室内的初始水位。替换地，使用者可以通过使用者接口22输入室中的初始水位。室中的初始水位被存储在存储器中并且被控制器调用，以使用蒸发率确定室中的水位。

蒸发率方法可以被用在持续正压通气（CPAP）系统或者加湿系统中，以确定室5中的水位并且供应更精确的室5内的水位。蒸发率可以被用于在使用中确定室中的水位的方法中的任何一个中，以供应更精确的室5中的水位的值。在使用期间或者在启动时，基于前文描述的方法计算室中的水位并且存储。在步骤80和81，控制器接收初始水位并且存储该初始水位。在步骤82，控制器输送功率到加热器。在步骤83，控制器确定室中内容物的温度。在步骤84，控制器改变输送到加热器的功率。在步骤85，控制器在被改变功率期间结束时测量温度。在步骤86，温度变化速率或者温度变化或者温度响应被确定。蒸发率在步骤87被计算，其使用了用于基于前文确定的公式计算蒸发率的方法。在步骤88，基于蒸发率、初始水位、温度变化和时间周期而计算出实际的水位。优选地，蒸发率用以计算实际的蒸发量，实际的蒸发量可以用于通过从通过在使用中确定水位的方法计算出的水位减去蒸发量而确定水位。基于蒸发率和设定时间周期确定蒸发量，即，蒸发量等于蒸发率乘以该时间周期。替换地，控制器可以从关联计算出的水位、初始水位、温度变化和蒸发率的查找表中确定水位。查找表给出了室中的“真实水”水位值。真实水水位值是一旦水的蒸发率已经被计入或者补偿时的水位。查找表包括被计算出的水位和蒸发率之间的关系。确定真实水水位的查找表也可以被存储在关联到控制器的存储器中。

优点

确定加湿室5中的水位是有用的，因为它允许持续正压通气（CPAP）机或者气体输送系统包括水位指示器，水位指示器当水位太低的时候提示使用者或者医院的工人重新加注该室。这是有益的，因为被描述的水位测量方法可以被实现在加湿室是不可见的并且使用者不能通过看该室而判断在室5中的水位的机器上。控制器可以向使用者报警以在使用之前加注室5。替换地，在加湿室的使用期间，控制器可以向使用者报警低水位。控制器可以用作低水位报警器。例如，控制器可以启动蜂鸣器或者汽笛，以警示使用者低水位。这在装置启动时是特别有用的，因为如果水位太低，控制器可以警示使用者不要启动该装置。前文确定的方法因为它允许控制加湿室内的水消耗量所以也是有益的。控制器可以基于所需的湿度的量和加湿的持续时间而改变加热器板的加热和气体的流量，以保证水持续时间更长。控制器可以能够基于在整个治疗期间的水消耗量和水位来计算学习特定病人的治疗方式。替换地，可以利用病人的一夜的治疗方式来预先编程控制器，例如流量和湿度水平。控制器可以监测水位并且控制水位，以保证病人在整个治疗过程中接收一些加湿。

在优选的形式中，控制器保持对病人的标称治疗时间的记录。优选地，对病人的标称治疗时间基于病人治疗时间的历史记录。控制器可以监测病人治疗时间并且在存储器中存储病人治疗时间。治疗时间可以被存储在查找表中或者任何其它适合的表格中。基于被存储的历史值，通过任何适当的方法计算出标称病人治疗时间。

替换地，病人的治疗时间可以被预先编程在控制器11中并且存储在存储器中。替换地，病人或者医务人员或者任何其它的使用者可以通过使用者接口22手工地向控制器输入病人的治疗时间。在进一步的替换的形式中，加湿装置10可以包括通用串行总线（USB）端口并且病人的治疗信息可以通过USB而编程到控制器中。在进一步的替换的类型中，加湿器或者加湿装置10或者控制器11可以包括无线通信装置，像调制解调器。无线通信装置可以允许控制器与在装置外的服务器通信。控制器可以通过使用任何适当的无线通信协议的无线通信从服务器接收病人的治疗时间和详情。

控制器可以使用前文描述的方法中的一个来监测室中的水位。控制器11可以控制加热器板的加热，使得室5内的水的体积在治疗的全部时间或者至少治疗的主要时间内得到维持，同时，也供应给病人的最小量加湿。给病人的最小量加湿是在环境湿度之上的任何湿度水平。这是有益的，因为它阻止了病人气道的干燥。在替换的形式中，将被输送给病人的湿度的量可以由控制器11接收并且被存储在控制器11中。将被输送给病人的湿度的量可以是病人的治疗数据的一部分，其被控制器11接收并且存储。控制器11在治疗期间也监测室中的水位。如果室5中的水位降低到最小水位之下，控制器可以向使用者报警或者切断输送到加热器板的功率。在另一个形式中，在开始治疗之前，控制器11可以测量室5中的水位。控制器11可以确定水的量是否足以持续整个治疗。如果在室5中有足够的水，则控制器将开始治疗。如果控制器确定水位太低或者低于最小水位，控制器可以通过报警器或者在屏幕上的消息，向使用者报警。控制器仅仅在治疗开始时或者在治疗的早期阶段向使用者报警低水位。治疗的早期阶段被认为是治疗的第一个十分钟。如果控制器在第一个十分钟之后的期间内检测到低水位，控制器减少输送到加热器的功率，以便在保持最小湿度水平同时使室5中的水得到维持。但是，如果在治疗期间内控制器11检测到水位太低，控制器11可以切断输送到加热器的功率。

优选地，当病人睡着的时候，将持续正压通气（CPAP）治疗施加给病人。因此，自动地测量或者计算加湿室5中的水位是有益的，因为病人不必不断地醒来并且测量遗留在室中的水的体积。因为控制器11管理了输送到加热器板的功率，使得室5中的水持续至少标称治疗时间，同时给病人供应最小加湿水平，所以前文描述的方法也是有益的。这是有益的，因为当病人睡着的时候病人被供应加湿，这意味着病人的气道不会干燥并且病人不会从睡眠中醒来。在治疗之前或者在治疗的早期阶段中，控制器向使用者警告或者报警低水位。这是有益的，因为控制器在使用者入睡之前向使用者报警低水位，并且因此，允许使用者有机会重新加注室5。在治疗期间，如果低水位被检测到，控制器11简单地切断输送到加热器的功率或者减少输送到加热器的功率，以保存室中的水。这个优点因为病人不会被警报惊醒并且被减少的功率仍然可以允许控制器11输送最小水平的加湿，从而减少病人的气道的干燥。

与一个方法一起使用蒸发率以确定室中的水位，这提供了室中的水位的更精确的值。可以与用于确定水位的一个方法一起使用蒸发率而确定的真实水位，供应了室5中的水位的更精确的值。这是有益的，因为它允许更精细的控制以及允许室中的水位的更精确的监测。更精确的值也防止错误的低水位警报。这意味着，当水位低的时候，使用者被警报并且使用者不需要不断地监测在室5中的水位。

在优选的形式中，加湿器或者系统包括位于环境气体中的湿度传感器20，例如，室的入口之前的气体流中。这是为了提高由控制器11实现的水位确定方法的精确度。在用于通风机的控制器11中，控制器11可以被编程以假定气体的初始湿度为零。

确定水位的方法对于高的室内水位是精确的，高的室内水位意味着，室被充满或者接近充满。申请人已经发现，在整个测试过程中，水位确定方法的精度随着室5内水位降低而减小。相比于在高的室内水位时，在低的室内水位时，该方法更不精确。增加湿度传感器允许控制器测量在室的入口处的湿度并且测量入口气体的湿度。这允许控制器11校准它本身并且因此在较低的室内水位时产生更精确的结果。

室的重新加注的检验

在进一步的方面，湿度传感器21可以用在室的下游。持续正压通气（CPAP）装置可以还包括允许使用者输入信息的使用者接口22。控制器通过使用者接口来接收使用者输入。控制器运行用于检查加湿室5是否已经被使用者加注满的方法。该方法涉及与使用者输入结合使用来自于下游湿度传感器的信息。

控制器询问使用者是否“室已经被加注满？”给使用者的信息可以被显示在显示器23上，像液晶显示屏或者任何其它适当的屏幕。优选地，使用者接口至少具有“是”按钮和“否”按钮，以允许使用者响应是否室已经被重新加注的问题。使用者按压“是”按钮或者“否”按钮，以指明室是否已经被加注满。

控制器持续地监测被设置在室5的下游的湿度传感器的值。湿度传感器21测量从室中排出的气体中的湿度的值，因为它被设置在室5的下游并且优选地位于从室5中排出的气体的流动路径中。控制器基于从湿度值减去进入室中的气体的湿度而保持室中的水位的评估。控制器可以检验是否室已经被加注满，并且因此，如果室没有被加注到足够满，可以发出警报给使用者。控制器将利用最小阈值湿度值而被预先编程，最小阈值湿度值与室5内的最小水位有关。控制器可以包括关联下游湿度传感器21的值和室内水位的查找表。查找表允许控制器基于湿度值确定水位评估，反之亦然。这个查找表可以基于实验数据而生成并且编程到控制器的存储器中。查找表也允许控制器检验：下游湿度传感器21的工作正常且没有给出错误的读数。如果错误读数被控制器确定，控制器可以向使用者报警下游湿度传感器故障。

相对湿度计算

除了上文中描述的水位测量方法之外，控制器11还具有多种功能。控制器11也被设置以计算房间的相对湿度。控制器11基于加湿室中的水消耗量计算这个相对的房间湿度或者环境湿度。通过计算进入空气流的质量传递而计算出房间的相对湿度。进入空气流的质量传递与环境湿度、气体流量、温度和类似加热能量的量的加热器板的设定有关。这个关系优选地根据实验而确定并且被存储在查找表中以及被存储在控制器的存储器内。

控制器11参考查找表并且确定在给定的流量、温度和加热值的情况下对于给定的水消耗量值的环境湿度的估计。替换地，可以通过对于用于水消耗量的方程的反向计算并且基于水消耗量的值计算相对湿度或者环境湿度而计算出相对湿度。

在另一替换方案中，可以从如前文描述的蒸发率计算中求解计算出水消耗量的值。蒸发率是与从加湿室5的水消耗率直接成比例的。也可以使用用于确定加湿室内的水位的方法中的任意一个来计算水消耗率。优选地，通过计算连续的水位值之间的差而确定水消耗量的值。优选地，重复进行用于确定加湿室5内的水位的方法，以持续地监测室5中的水量。控制器存储室内水位的连续值并且基于室中水位的连续值来计算水消耗量。作为另一个替换的方法，可以使用用于确定水位的方法中的一个和用于计算蒸发率的方法的结合来计算水消耗量的值。可以使用前文描述的方法中的一个来重复地计算室中的水位并存储。水的蒸发率可以被计算出并且被从先前的或者初始的水位中减去，以给出真实的水位值。可以计算水消耗量，作为两个连续的计算出的水位值之间的差值。在另外的替换方案中，可以通过水位传感器或者任何其它适合的传感器来测量水位。传感器优选地以指定时间间隔测量水位并且把水位值存储在存储器中。可以计算水消耗量值，作为两个连续的测量出的水位值之间的差值。控制器11优选地计算水消耗量的值。

能够计算环境湿度或者相对湿度的控制器允许在持续正压通气（CPAP）控制算法中使用气候设定。这允许控制器基于气候设定和房间的相对湿度来调整持续正压通气（CPAP）装置的其它参数。知晓环境湿度，允许对持续正压通气（CPAP）装置的更精确的控制。这个确定相对湿度的方法也允许控制器基于相对湿度值来优化加热器板的温度并且因此允许更好地控制被输送到病人的气体中的湿度水平。

控制器可以包括多个查找表。控制器基于系统的工作模式选择和使用正确的查找表。基本的工作模式是“启动”、“使用中”和“相对湿度识别”。使用者可以手动地选择系统的工作模式或者控制器可以自动地操作和选择适当模式。

对于在使用用于基于水的温度变化确定室中的水位的查找表的说明书中的任何描述，控制器可以存储用于不同环境温度和环境空气流的多个查找表。控制器也可以存储用于不同环境湿度值的多个查找表。控制器可以基于空气流或者环境温度测量选择适合的查找表。可以通过适合传感器来测量环境温度和空气流。控制器基于环境温度、空气流、环境湿度或者这些的结合来选择查找表。查找表优选地基于实验结果而构建。

上文描述的方法的步骤优选地被以顺序的方式执行。步骤优选地被相互独立地执行。替换地，在一些实施例中，方法的步骤中的一些可以被控制器11同时地执行，且仍然达成期望的结果。在另外的替换方案中，一些步骤可以不按前面描述的顺序执行，但仍然达成相同的结果并且保持在本发明的范围内。

虽然本发明适于不同类型的实施例，但是具体的实施例被显示在附图中并且在前文中得以详细描述。本文将被认为是本发明的原理的例证，并且不意图把本发明限制在在这里图示和描述的实施例中。

Claims

1.一种确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，所述方法包括步骤：

输送功率到加热器中，所述加热器用以加热所述室中的内容物；

确定当所述功率被输送时在一时间周期内的温度增加；

基于被输送的功率、所述温度增加和所述时间周期，确定所述室内的水位。

2.根据权利要求1所述的确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，其中，基于温度增加的速率和被输送的功率水平来确定所述水位。

3.根据权利要求1所述的确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，其中，通过查找表来确定所述室内的所述水位，所述查找表存储与在设定时间周期内的温度变化有关的值，对于给定功率具有所述室内的水位值。

4.根据权利要求1所述的确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，其中，通过使用用于进入物质的热能的方程并且重排所述方程以解出质量，确定所述室内的水位。

5.根据权利要求1所述的确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，其中，所述方法包括附加步骤：在启动之前，测量所述室中的内容物的温度；在经过了所述时间周期之后测量温度；基于最终温度与初始温度之间的差来确定温度增加。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的确定加湿气体输送系统内的加湿器室中的水位的方法，其中，所述方法被用以在治疗开始时确定所述室中的初始水位。

7.一种确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，其中，所述方法包括步骤：

输送功率到加热器以加热所述室中的内容物；

以一时间周期减少输送到所述加热器的功率；

基于所述温度降低和所述时间周期确定所述室内的水位。

8.根据权利要求7所述的确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，其中，基于温度降低的速率来确定所述水位。

9.根据权利要求7所述的确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，其中，所述方法包括附加步骤：在减少所述功率之前，测量所述室中的内容物的温度；在加热器板的功率被减小了一时间周期之后，测量温度。

10.根据权利要求7所述的确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，其中，通过查找表来确定所述室内的水位，所述查找表包含温度降低与所述室内的水位之间的关系。

11.根据权利要求7至10中的任一项所述的确定加湿气体输送系统内的室中的水位的方法，其中，所述方法用以在治疗开始时或者在治疗期间确定所述室内的水位。

12.一种适于加湿气体流的加湿装置，所述加湿装置包括：

电子控制器，所述电子控制器适于控制被输送到所述加热器板的功率，

所述控制器适于：

●输送功率到加热器，所述加热器用以加热所述室的内容物；

●确定当所述功率被输送时在一时间周期内的温度增加；

13.一种适于加湿气体流的加湿装置，所述加湿装置包括：

所述控制器适于：

●输送功率到加热器，以加热所述室的内容物；

●以一时间周期减少输送到所述加热器的功率；

●确定在输送至所述加热器的功率减少的同时在设定时间周期内的温度降低，

●基于减少的功率、所述温度降低和所述时间周期，来确定所述室内的水位。

14.一种适于加湿气体流的加湿装置，所述加湿装置包括：

电子控制器，所述电子控制器适于控制输送到所述加热器板的功率，

所述控制器适于：

●确定所述加湿装置的加湿室中的水位；

●控制输送到加热器板的功率，使得在根据所述病人的治疗数据提供最小加湿量的同时所述加湿室中的水量在所述平均治疗时间的至少大部分期间得以持续。

15.一种用于将加湿气体输送给病人的加湿气体输送系统，包括：

增压气体源；

加热器板，所述加热器板适于加热所述加湿室的内容物；

控制器，所述控制器调节输送到所述加热器板的功率以及所述气体源的流量，

所述控制器适于实施根据权利要求1至11中的任一项所述的方法。