CN104870059A - 具有通讯降噪的面罩 - Google Patents

Abstract

一种呼吸系统包括面罩、通讯系统和与通讯系统操作连接的控制系统。控制系统适合于至少部分根据除了声音以外的变量的测量经由通讯系统控制语音的传输。变量与面罩用户的讲话有关。变量例如与用户的呼吸有关。

Description

具有通讯降噪的面罩

背景技术

提供接下来的信息来帮助读者理解在下面公开的装置、系统和/或方法以及这种装置、系统和/或方法典型应用的环境。在此使用的术语不意味着限于任意特定的、狭义的解释，除非在本文献中另有明确说明。在此给出的参考内容可便于理解该装置、系统和/或方法或者背景技术。在此引用的所有参考内容的公开内容通过引用合并于此。

面罩或者面具(有时也被称为呼吸面具或者面具)，例如密封到用户脸部的那种，被用于许多不同类型的系统中来保护用户免受环境中潜在危险元素的伤害。面罩一般包括透镜，用户可通过该透镜观察周围环境。面罩还可包括呼出空气通过其排出的呼气端口以及用于与例如过滤系统或者第二阶段压力调节器流体连接的端口或者安装架，吸入空气通过该端口或者安装架进入面具。

面罩例如可用于与诸如自给式呼吸器(SCBA)的供气呼吸器相连，该呼吸器允许人在诸如火灾的危险环境以及在没有机械辅助设备的情况下呼吸变得困难或者不可能呼吸的有限空间内进行呼吸。供气呼吸器可例如包括吊带(harness)和承载组件、用于呼吸的充满高压压缩空气的气缸以及至少一个、通常情况下两个的空气压力调节器。第一调节器或者第一阶段调节器通常靠近气缸安装并且用来将来自气缸的压缩空气的较高压力减少至高于大气压。气缸通常容纳高压(例如2200psi到4500psi)空气或者气体。第一阶段调节器例如可将压力减少至大约80-100psi。第二调节器或者第二阶段调节器通常安装在面罩上并且用来调节空气流以满足用户的呼吸要求。呼吸控制调节器组件例如公开在美国专利No.4821767和No.5016627内。

就SCBA而言，用户的呼吸控制阀门系统(例如包括吸气阀和呼气阀)从而经由第二阶段调节器控制加压空气的传递。往往需要在面罩内保持相对于环境压力的稍微正压。用于供气呼吸器的、在面罩内保持正压的面罩往往被称为加压肺式面罩(pressure demandfacepiece)，而用于供气呼吸器的其他面罩往往被称为肺式面罩(demand facepiece)。

大量面罩或者呼吸系统包括麦克风来帮助用户与其他人的通讯。用在大多数SCBA语音放大系统中的连续接通通讯系统包括连续工作的麦克风。麦克风检测到需要和不需要的噪音。不需要的噪音例如包括呼吸器的气流噪音和用户的吸气噪音。

大量的方法和/或系统已并入到大量的面罩或者呼吸(呼吸器)系统内以减少不需要的噪声。例如，语音启动通讯系统已被用于试图减少不需要的噪音。这种语音启动通讯系统感应声音的存在与否来分别启动和停用麦克风。然而，在吸气期间，呼吸噪音的存在会启动麦克风并因此传递不需要的噪音。虽然使用电子滤波器来检测和去除呼吸噪音是可能的，但这种过滤往往反过来影响讲话通讯质量。就这点而言，过滤可能会去除和/或剪掉讲话的组分。此外，语音启动系统往往在讲话开始时呈现延迟响应，导致一些讲话组分的被剪掉。

按键通话(push-to-talk)通讯系统要求用户手动启动远离麦克风的远程开关(例如，胸部控制台上的按钮、指部开关等等)以启动通讯系统。按键通话系统可排除不需要的噪声，但是通讯只有在用户启动远程开关时才进行。为了启动远程开关，用户必须定位开关并且连续压下开关或者多次压下开关以启动以及停用系统。在许多呼吸器应用中，很难定位、接近和/或操作远程开关。呼吸器用户往往戴着手套并且有限能见度会妨碍远程开关的操作。

发明内容

一方面，呼吸器系统包括面罩、包括语音传输系统的通讯系统以及与语音传输系统可操作连接的控制系统。控制系统至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制经由语音传输系统的语音传输。除了声音以外的变量与面罩用户的讲话有关。除了声音以外的变量例如可与用户的呼吸有关。控制系统例如可至少部分地根据呼吸阶段控制语音传输系统。

在众多实施方式中，语音传输系统包括麦克风。控制系统例如可至少在吸气期间控制语音传输系统的输出以减少与吸气有关的噪音。控制系统例如可包括用来检测用户呼吸阶段的传感器系统。在众多实施方式中，传感器系统包括压力传感器、近程传感器、运动传感器、位置传感器、流量传感器、温度传感器或者气体传感器。正如在此所用的，术语“位置传感器”指的是提供或者实现位置测量(绝对值或者相对值)的任意装置。这种位置传感器例如可以是线性传感器、角度传感器或者多轴传感器。

该系统例如可进一步包括调节器，并且面罩例如可包括调节器可移除地附接于其上的接口(interface)。调节器例如包括用来检测用户呼吸阶段的传感器系统。调节器例如包括外壳。传感器系统例如包括位于外壳内的压力传感器、近程传感器、运动传感器、位置传感器、流量传感器、温度传感器或者气体传感器。

在众多实施方式中，调节器包括阀门组件，阀门组件包括用于连接呼吸气源的进口、用于连接面罩以为用户提供呼吸气体的出口、用于控制呼吸气体在进口和出口之间流动的致动机构以及与该致动机构操作连接的柔性弹性隔膜。该隔膜在其第一侧与周围环境流体连接而在其第二侧与面罩内部流体连接。传感器系统可例如包括与致动机构的运动部件或者调节器的隔膜操作连接的近程传感器、位置传感器或者运动传感器、或者在隔膜的第二侧上与调节器的容积流体连接的压力传感器或者流量传感器。麦克风例如附接到调节器上。

另一方面，用于与面罩连接使用的压力调节器包括阀门组件，阀门组件包括用于连接呼吸气源的进口、用于连接面罩以为用户提供呼吸气体的出口、用于控制呼吸气体在进口和出口之间流动的致动机构以及与该致动机构操作连接的柔性弹性隔膜。该隔膜在其第一侧与周围环境流体连接而在其第二侧与面罩内部流体连接。压力调节器进一步包括适合于与包括语音传输系统的通讯系统可操作连接的传感器系统。传感器系统提供信号以至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制语音传输系统。除了声音以外的变量与面罩用户的讲话有关。除了声音以外的变量例如可与用户的呼吸有关。

传感器系统例如可提供信号以至少部分根据呼吸阶段控制语音传输系统。在众多实施方式中，语音传输系统包括麦克风。麦克风例如可附接到调节器上。控制系统例如可至少在吸气期间控制语音传输系统的输出以减少与吸气有关的噪音。

在众多实施方式中，传感器系统至少检测用户的吸气。传感器系统例如包括与致动机构的运动部件或者调节器的隔膜操作连接的近程传感器、位置传感器或者运动传感器、或者在隔膜的第二侧上与调节器的容积流体连接的压力传感器或者流量传感器。

又一方面，用在呼吸系统中的面罩系统包括面罩和与面罩流体连接的压力调节器。压力调节器包括阀门组件，阀门组件包括用于连接呼吸气源的进口、用于连接面罩以为用户提供呼吸气体的出口、用于控制呼吸气体在进口和出口之间流动的致动机构以及与该致动机构操作连接的柔性弹性隔膜。该隔膜在其第一侧与周围环境流体连接而在其第二侧与面罩内部流体连接。面罩系统进一步包括适合于与通讯系统的语音传输系统操作连接的传感器系统。传感器系统提供信号以至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制语音传输系统，该变量与面罩用户的讲话有关。

又一方面，控制呼吸系统用户语音传输的方法包括至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制语音传输，该变量与面罩用户的讲话有关。除了声音以外的变量例如可与用户的呼吸有关，并且控制语音传输例如可包括至少部分根据用户的呼吸阶段控制语音传输系统的输出。

结合附图考虑接下来的详细说明，可最好地领略和理解装置、系统和/或方法以及其属性和附带的优势。

附图说明

图1图示出附接有第二阶段压力调节器的面罩实施例的侧视图。

图2A图示出图1中第二阶段调节器的侧向剖视图。

图2B图示出图1中第二阶段调节器的透视图。

图2C图示出图1中第二阶段调节器的另一个剖视图。

图3图示出图1中面罩以及所附第二阶段压力调节器的侧向剖视图。

图4图示出去除压力调节器的图1中面罩的放大侧向剖视图。

图5图示出附有压力调节器的面罩的另一个实施例。

图6图示出系统(例如呼吸系统或者面具系统)的示意图，所述系统包括与语音传输装置系统通讯连接的呼吸启动控制系统，所述语音传输装置系统例如可包括麦克风。

具体实施方式

可以容易理解的是，正如在此大体描述以及在图形中图示的那样，实施方式的各部件可以除所描述的实施例以外的、多种不同结构进行布置和设计。因此，接下来更详细的实施例的描述，正如图形中所示的，不意味着像权利要求那样限制实施方式的范围，而仅仅是表示实施例。

贯穿整个说明书，提到“一个实施方式”或者“实施方式”(或类似表述)意味着结合该实施方式所描述的特定特征、结构或者特性包括在至少一个实施方式中。因此，在整个说明书中不同地方出现的字句“在一个实施方式中”或者“在实施方式中”或类似表述不是必然全部指的是同一实施方式。

此外，所述的特征、结构或者特性可以任意适当方式结合到一个或多个实施方式中。在接下来的描述中，提供大量具体细节来彻底了解实施方式。然而，相关领域技术人员应当承认，各种实施方式可在没有一个或多个特定细节的情况下、或者利用其他方法、部件、材料等等来实现。在其他情况下，众所周知的结构、材料或者操作未示出或者详细描述以避免带来困惑。

正如在此以及在所附权利要求中使用的，单数形式“一”和“该”包括复数含义(plural references)，除非上下文另有清楚指示。因此，例如提及“传感器”包括多个这种传感器以及对本领域普通技术人员来说公知的等同物以及其他等等，提及“该传感器”是指一个或多个这种传感器以及对本领域普通技术人员来说公知的等同物以及其他等。

在若干典型实施方式中，结合用于加压肺式供气呼吸器或肺式供气呼吸器(例如上述的SCBA)的面罩或者面具描述本文中的装置、系统和方法。然而，本文中的装置、系统和方法可与用户呼吸干涉语音传输的任意面罩或者面具结合使用。用户呼吸干涉语音传输的其他呼吸器应用包括但不限于肺式供气式呼吸器、加压肺式供气式呼吸器、恒流供气式呼吸器、恒流SCBA、空气净化呼吸器、主动空气净化呼吸器和呼吸响应式主动空气净化呼吸器。

图1图示出形成呼吸系统5的一部分的全面式面罩或者全面式呼吸器面具10的典型实施方式。正如在此所用的，呼吸系统指的是用来从呼吸气源为用户提供呼吸气体的任意系统。正如图1中所示，面罩10例如可包括面部空白处(face blank)20(例如由硅胶制成)，其包括密封在用户面部周围的后开口30。面部空白处20密封附接到面罩10的前部15(例如参见图1)，其包括位于其上部的透镜50和形成在其下部的呼吸和/或过滤部件。面部空白处20例如可经由外围边缘或者边沿密封附接到面罩10的前部。

正如这里关于面罩10及其他部件所用的术语例如“前”、“前方”、“后”、“后方”、“上”、“下”或者类似术语一般指的是与穿戴面罩10并且直立的人有关的参考方向。

面罩10例如已经附接到附接部分(未示出)，所述附接部分例如可以连接到束带上以将面罩10附接到用户头部以及使面罩10的面部空白处20与用户的面部保持密封接合，正如本领域所公知的。

用户通过其观察周围环境的透镜50经由密封边缘70附接到面罩10的前部15的上部。呼吸和/或过滤部件在透镜50下方附接到面罩10的前部15。正如所图示的，例如在图1中，面罩10包括大体位于中心的端口或者开口。端口形成在延长壁部分120的前端，该延长壁部分从前部15的下部的其他部分向前延伸。

外壳200的呼吸器部件结构附接到向前延伸的壁部分120上。就这点而言，外壳200与延伸部分120的内壁形成密封接合、配合或者连接。外壳200例如可包括围绕其外围的通道、凹槽或者其他连接器元件210，它们与延伸部分120的内壁形成密封接合。外壳200通常可以是密封位于事实上任意配合形状的端口中的任意形状。

外壳200还包括呼气端口220(例如参见图3)，密封阀元件230(例如本领域内已知的伞形阀元件，例如参见图4)连接在其上。在图示实施方式中，阀元件230例如经由弹簧240(例如参见图4)偏压在闭合位置上。弹簧240通过保持器242保持与阀元件230相连。阀元件230的偏压在面罩10内产生正压，正如本领域内所公知的用于加压肺式模式下的操作。面罩10还可以肺式模式操作，其中阀元件230未偏压在闭合位置。阀230在面罩10的用户呼气时打开而在吸气时关闭以防止吸入空气通过呼气端口220。

接口端口252形成在面罩10的部件外壳200的接口部分或者接口250上，以使面罩10例如与第二阶段压力调节器400或者其他调节器流体连接，因此可从高压气罐500(参见图1和2A)供给加压呼吸气体(空气或者氧气)。

当连接到面罩10时，压力调节器400根据需求将呼吸气体输送给用户。正如本领域所公知的，压力调节器400例如可包括通过弹簧404偏压的隔膜或者隔膜组件402，其将调节器组件分为与面罩10的内部流体连接的内室406和与外界周围环境流体连接的外室408(参见图2A)。隔膜402连接到开闭进口阀412的致动机构410上。用户呼吸在调节器组件400的内室406和外室408之间产生压差，压差又造成隔膜402的移动，从而经由机构410控制(也就是说，开闭)进口阀412。因此，例如调节器400的调节器往往被叫做加压肺式调节器。以与上述类似方式操作的压力调节器的实例为可从宾夕法尼亚州匹兹堡市的Mine Safety Appliances Company购买的调节器。

正如图2A中所示，调节器400的进口414例如可经由柔性软管510和第一阶段压力调节器520连接到加压气罐500。进口414例如可以是本领域内所公知的、带有倒扣的进口连接器以便固定连接软管510。出口416与阀412流体连接。流量调节机构418例如可与出口416相连，正如本领域内所公知的。

压力调节器400的弹簧加载固定法兰420(参见图2B)与接口端口252外围上的安装接口254的配合安装法兰256形成可释放的连接。压力调节器400包括位于其每一侧的释放按钮430，该按钮可被压下以释放压力调节器与调节器端口252的连接。

吸气端口260与接口端口252流体连接并且提供端口用于例如加压空气从压力调节器400进入面罩10内部。就这点而言，吸气端口260与吸气止回阀264流体连接，吸气止回阀264例如包括阀座266和柔性瓣阀268。吸气阀264在面罩10的用户吸气时打开而在呼气时关闭以防止呼出空气通过吸气端口260。从而防止呼气期间经由吸气端口260的压力调节器400的污染。

在许多实施方式中，呼吸器面具10例如还可包括帮助引导呼吸器面具10内空气流动的鼻罩300(参见图13)。包住鼻子和面部的下巴部分的鼻罩300例如可由诸如弹性体的弹性聚合材料(例如硅胶)一体成型。在图示实施方式中，鼻罩300由后部附接到部件外壳200，例如通过法兰270上的螺纹272和部件外壳200的后方元件280上的配合螺纹282使鼻罩300的前部端口或者开口310在附接到部件外壳200的法兰270周围延伸或者伸展。鼻罩300例如可包括一个或多个吸气止回阀320。在图示实施方式中，讲话语音传送器(voicemitter)284定位在端口310和后方元件282之间以帮助提供通过面罩10的可理解的讲话透过率(speech transmittance)。在若干实施方式中，语音传送器284是由封闭在带孔的铝制外壳内的薄膜形成的。诸如通道216的通道例如可形成在外壳200内以便于语音传输。

部件外壳200例如可由聚合材料注塑而成，例如诸如聚碳酸酯、聚酯或者聚碳酸酯/聚酯混合物。同样地，透镜50例如可由聚合材料(例如透明的聚碳酸酯)注塑而成。

呼吸器系统5包括电子语音通讯系统，其提供例如语音放大、传递和/或无线电通讯功能。例如，呼吸器系统5可包括带有声音传感器或者麦克风的语音传输系统，声音传感器或者麦克风被适当地配置和定位以检测用户讲话的声音(例如参见图6)。正如这里所用的，术语“麦克风”指的是声电转换器或者将声音转换为电信号的传感器。电信号例如可被传递至放大器和/或扬声器用于用户与用户附近的其他人进行通讯和/或被传输用于用户与远离用户的其他人进行通讯。在图1至4图示的实施方式中，压力调节器400在部分或者表面456(在压力调节器400连接到接口250时大体位于环境端口298附近)附近包括作为语音传输系统的部件的麦克风470或者连接有此麦克风，用于传输用户语音。麦克风470的这种定位在用户的嘴和麦克风470之间提供大体直接路径。密封部件462在麦克风470和环境大气之间提供密封。压力调节器400及其密封部件462保护麦克风470免遭可损害麦克风470的环境要素的影响，比如污物和水。

如上所述，许多呼吸系统包括语音启动通讯系统，语音启动通讯系统包括感应声音存在与否以分别启动和停用麦克风的传感器系统。然而，许多重要问题与这种语音启动系统有关。在本文中的许多实施方式中，呼吸器面具10进一步包括与麦克风470(和/或语音传输系统的其他部件)通讯连接的控制系统600或者与其操作连接，麦克风470位于压力调节器400上、面罩或者面具10内或者其他地方以控制语音传输系统(例如，控制麦克风470和/或语音传输系统的另一个部件)。控制系统600包括用来感应或者测量除了声音以外的、与讲话有关的变量的传感器系统604。控制系统600至少部分根据测量的变量来控制语音传输系统以减少或者去除呼吸噪音。

在许多实施方式中，与用户呼吸有关的变量(除了声音)被感应到并且根据用户呼吸控制语音传输系统(例如，根据用户呼吸的阶段或者相位)。控制系统600例如可包括响应于用户呼吸的致动器或开关来控制麦克风470和/或语音传输系统的其他电子通讯系统/装置。就这点而言，控制系统600可操作为在用户吸气时使麦克风470不能使用(或者处于关断状态)，从而排除或者消除来自呼吸器和用户的不需要的吸气噪音。一般来说，讲话不会出现在吸气期间。控制系统600可进一步操作为在用户呼气时启动麦克风470(或者处于接通状态)，从而能够传输想要的语音通讯。然而，麦克风470在接通状态和关断状态之间的转换本身也会引入噪音。在许多实施方式中，来自麦克风470的信号例如可以某种方式进行控制从而控制语音传输系统的输出以减少或者去除与呼吸有关的噪音。例如，增益或者放大在呼气期间保持相对较高而在吸气期间相对较低。以比涉及开/关转换更平缓的方式变化增益和/或另一个变量可减少与开/关转换有关的噪音(例如“咔嗒”)。在其他实施方式中，来自麦克风470的信号例如可以某种方式进行控制以控制如何处理麦克风信号。例如，在吸气期间，控制系统选择被优化以识别和最小化呼吸器吸气噪音和用户吸气噪音的麦克风信号处理参数。在呼气期间，控制系统选择被优化以使语音传输的清晰度最大的麦克风信号处理参数。

有很多方式来根据呼吸控制、处理或者操纵麦克风(声音传感器)和/或麦克风信号。如上所述，可以根据呼吸阶段改变麦克风信号增益级别。在典型实施方式中，麦克风信号是数字信号，其按路线发送至带有集成音频处理器的音频编码解码器。带有集成处理器的编码解码器被用来操纵数字音频信号并将该数字信号转换为模拟信号。带有集成处理器的编码解码器包括例如平衡、过滤和数字信号处理(DSP)能力。带有集成处理器的编码解码器将增益设定施加到音频信号上。增益设定是根据呼吸阶段进行变化的。当呼吸器用户停止吸气时，麦克风信号增益级别例如被设定在产生最佳语音传输声压级别的级别。当用户开始吸气时，麦克风信号增益级别例如可缓降至降低级别以限制吸气期间噪音的传输/放大。随着呼吸器用户停止吸气，麦克风信号增益级别缓升至增加级别以恢复最佳的语音传输声压级别。麦克风信号增益级别缓降和缓升(也就是说，逐渐变化)以最小化包括“爆音”和“咔嗒”噪音的声压级别陡变。

除了使用传感器来调整麦克风信号增益级别(转换或者缓变增益级别)，还可能使用传感器来改变其他音频信号参数。例如，传感器可被用来根据呼吸状态来改变平衡、过滤和DSP算法设定。例如，过滤器和DSP算法可被用来最小化呼吸噪音。呼吸噪音，具体来说是吸气噪音，可包括明显的高频成分。人类讲话也包括高频成分。举例来说，包括“f”和“s”的一些英语语言的辅音/音素(sounds)的发音包括高频成分。同样地，存在呼吸过滤器和DSP算法会对语音传输造成负面影响的风险。然而，呼吸状态传感器与过滤器以及DSP算法相结合使用可改善语音传输质量。例如，当传感器检测到吸气状态时，过滤器和DSP设定被设定为强行(aggressively)限制吸气噪音。当传感器检测到呼气状态时，过滤器和DSP设定被设定为最佳地检测和传输语音信号。

控制系统600例如可包括响应于(直接或者间接地)压力变化、流量变化和/或与用户呼吸阶段(例如吸气或者呼气)有关的其他变量的系统或者传感器。如上所述，压力调节器400包括隔膜或隔膜组件402，其在吸气期间向后或者向内运动而在吸气后向前或者向外运动并且在呼气期间保持向外。就这点而言，用户呼吸在调节器组件400的内室406和外室408之间形成压差，造成隔膜402的位移以及相连的连杆或者机构410的位移使阀或阀门机构412在吸气期间打开并在吸气后关闭。阀412在呼气期间保持关闭。在许多实施方式中，控制系统600包括对例如隔膜或隔膜组件402的运动或者位置敏感的传感器系统(例如包括传感器或者开关)。

例如正如图2C所示，在许多实施方式中，一个或多个磁体610设置在压力调节器400的呼吸致动的可运动部件上(例如，在隔膜400或者机构410的部件上)。响应于磁场的电子开关620(例如霍尔效应开关或者簧片开关)例如定位在压力调节器400的固定部分上。替代地，磁体610可定位在压力调节器400的固定部分上，而开关620可定位在压力调节器400的呼吸致动的可运动部件上。开关620例如可响应于由可运动部件的运动确定的磁场的位置而打开和关闭。开关620与电子设备630(例如印刷电路板的一个或多个部件)并进而与麦克风470和/或语音传输系统的其他部件可操作的通讯(例如有线或者无线通讯)，以根据阶段或者用户的呼吸来控制语音传输系统。随着呼吸系统5的呼吸面罩或者面具10的用户吸气，磁体610(或者开关620)相对于固定开关620(或者固定磁体610)在一个方向上行进以给出用户阶段或者呼吸是吸气的指示。在许多实施方式中，麦克风470例如可在吸气期间停用或者关闭使得电子语音通讯系统不会传输来自压力调节器400的气流噪音和由用户产生的吸气噪音。随着用户停止吸气以及随后呼气，磁体610(或者开关620)相对于固定开关620(或者固定磁体610)以反向方向行进以启动麦克风470。同样，大多数人只有在呼气时说话或者只有在呼气时容易改变其讲话模式从而说话。因此，只有在讲话可能发生时启动麦克风470。如上所述，开关610可替换地被用作呼吸阶段的指示，从而控制语音传输系统的其他部件来例如控制增益。

呼吸器系统另外地或者替代地包括与语音传输系统操作连接的呼吸致动控制系统，其中控制系统包括与呼吸器系统内空气的内部容积流体连通的压力传感器。压力传感器例如可与呼吸器系统(例如系统5)在位于加压罐500和用户之间的流体路径中任一点处流体连接。压力传感器例如可测量与阶段或者呼吸有关的面罩压力变化。另外地或者替代地，压力传感器例如可测量与呼吸阶段有关的第一阶段调节器出口压力变化。在呼吸期间，压力传感器例如可控制麦克风信号。类似地，呼吸器系统可另外地或者替代地包括与语音传输系统操作连接的呼吸致动控制系统，其中控制系统包括与呼吸器系统流体连通的流量传感器。流量传感器例如可与呼吸器系统(例如系统5)在位于加压罐500和呼吸器呼气端口220之间的流体路径中任一点处流体连接。

如上所论述的，一个或多个传感器可被用在呼吸器回路中的一个或多个位置以检测呼吸并从而控制语音传输系统。同样如上所述，第一阶段调节器将气缸压力(高压)降低至适合于第二阶段调节器的压力(中等压力)。在呼吸期间，中等压力在吸气期间瞬间降低。因此，压力传感器可位于第一阶段调节器上或者其下游来检测与用户呼吸一致的中等压力变化。同样地，一个或多个流量传感器可放置在第一阶段调节器和第二阶段调节器之间。第一阶段调节器将空气供给至第二阶段调节器。在吸气和呼气状态期间，来自第一阶段调节器的流速从零变化为增加的流速。因此，位于第一阶段调节器和第二阶段调节器之间的流速传感器可被用来检测用户呼吸。一个或多个流量传感器也可放置在气缸和第一阶段调节器之间。气缸将空气供给至第一阶段调节器。在吸气状态期间，来自气缸的流速从零变化为增加的流速。因此，流量传感器可放在气缸的下游(也就是说，在气缸阀处或者其下游)来检测用户呼吸。

图5图示出面罩或者呼吸器面具10a的实施方式，所述面罩或者呼吸器面具10a包括部分由结合呼吸器面具10a描述的透镜50a限定的内部容积。正如同样结合面罩10所描述的，面罩10a包括用于附接压力调节器400a的接口250a。面罩10a进一步包括设置为接收来自用户语音的声音的麦克风470a。在所图示的实施方式中，控制系统600a包括压力传感器610a，压力传感器610a与面罩10a的内部容积流体连接并与麦克风470a电子通讯。

在图示实施方式中，压力传感器610a被图示为位于面罩10a的内部容积内，但是其可位于任一合适位置以与面罩10a内的压力流体连通。压力传感器610a例如可位于容积/压力调节器400a内以与面罩10a的内部流体连通。

如以上结合麦克风470所述，当气压降至低于预定值时，麦克风470a例如可停用或者置于关断状态。当气压升至高于预定值时，麦克风470a启动或者置于接通状态。就这点而言，当面罩10a的用户吸气时，面罩压力降低且麦克风470a停用。当麦克风470a停用时，包括麦克风470a的电子语音通讯系统不会传输来自压力调节器400a的气流噪音并且不会传输由用户吸气引起的噪音。随着面罩10a的用户停止吸气以及随后呼气，面罩压力增加且麦克风470a启动。同样如上所述，压力传感器和/或流量传感器可选替代地被用作呼吸阶段的指示，从而控制语音传输系统的其他部件来例如控制增益和/或控制麦克风信号处理参数。

可被测量以控制麦克风470和/或语音传输系统的其他部件的、直接涉及讲话或者与讲话有关的变量/状态(例如呼吸阶段)的其他变量包括但不限于，各种气体的流量、温度和/或浓度。例如，可测量二氧化碳水平。

图6图示出包括电子语音通讯系统的本文中系统的示意图，该电子语音通讯系统例如可包括如上所述的声音传感器/麦克风和/或语音传输装置或者系统的其他部件以及与语音传输系统操作连接的控制系统。如上所述，控制系统响应于或者根据用来测量除与用户讲话有关的声音之外的变量的传感器的输出控制语音传输系统的操作。例如，测量的变量可与用户呼吸有关(例如，指示呼吸的阶段)。可使用一个或多个测量或者传感器系统测量用户呼吸的状态或者阶段和/或与讲话有关的其他变量，测量或者传感器系统例如包括压力传感器、近程传感器、运动传感器、位置传感器、流量传感器、气体传感器等等。

如上所述，包括语音放大或者传输系统的大多数市场上可买到的SCBA及其他呼吸系统包括可连续启动且以恒定增益放大的麦克风。这种系统有时被称为连续接通通讯系统。在连续接通通讯系统中，麦克风检测需要和不需要的噪音。不需要的噪音包括呼吸器气流噪音和用户的吸气噪音。包括不需要的噪音明显削弱电子通讯的质量。与连续接通通讯系统相比，本文中的装置、系统和方法去除大量不需要的噪音以改善电子通讯的质量。与连续接通通讯系统相比，本文中的装置、系统和方法减少电力消耗。就这点而言，连续接通通讯系统连续调用电力来检测和处理通讯。在本文的装置、系统和方法的许多实施方式中，语音通讯在呼吸的不同阶段内(例如，吸气与呼气)进行不同处理，从而减少噪音以及在许多实施方式中减少电力消耗。

如上所述，根据呼吸/阶段或者本装置、系统和/或方法中的呼吸控制麦克风和/或语音传输系统的其他部件可去除至少大多数不需要的噪音。然而，本文中的装置、系统和/或方法在讲话开始时立即检测到讲话，从而与许多语音致动系统相比减少了语音删除、剪除和/或迟滞。

呼吸系统或者呼吸器还可包括按键通话或者手动启动通讯系统，这要求用户手动启动远程开关(例如，胸部控制台上的按钮、指部开关等等)以启动通讯系统来传输语音通讯。按键通话系统可成功地去除许多不需要的噪音。然而，通讯仅在用户手动启动远程开关时才进行。为了启动远程开关，用户必须定位开关并且连续压下开关或者多次压下开关以启动以及停用系统。在许多呼吸器应用中，很难定位、接近和/或操作远程开关。戴着手套的手以及有限的能见度会例如妨碍远程开关的操作。由于本文中的装置、系统和方法自动控制语音传输系统从而例如在讲话可能出现时优化语音传输，不需要呼吸器用户定位和操作远程开关，从而与按键通话系统相比简化和改进了通讯系统的使用。此外，与需要远程开关模块和/或装置的系统相比，产品成本降低。

前述的描述和附图阐述了实施方式。当然根据前述教导进行各种变形、增加和替换设计对本领域普通技术人员来说是显而易见的并且不脱离本发明的范围，该范围是由接下来的权利要求表示的而非前述描述。落入与权利要求等同的含义和范围内的所有变化和变型都包括在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种呼吸器系统，包括：

面罩；

通讯系统，其包括语音传输系统；和

控制系统，其与语音传输系统操作连接，该控制系统至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制经由语音传输系统的语音传输，除了声音以外的变量与面罩用户的讲话有关。

2.根据权利要求1所述的呼吸系统，其中，除了声音以外的变量与用户呼吸有关。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，控制系统至少部分根据呼吸的阶段控制语音传输系统。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，语音传输系统包括麦克风，并且控制系统至少在吸气期间控制来自语音传输系统的输出以减少与吸气有关的噪音。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，控制系统包括传感器系统以检测用户的呼吸阶段。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，传感器系统包括压力传感器、近程传感器、运动传感器、位置传感器、流量传感器、温度传感器或者气体传感器。

7.根据权利要求4所述的系统，还包括调节器，其中，面罩包括调节器可移除地附接于其上的接口，调节器包括传感器系统以检测用户的呼吸阶段。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，调节器包括外壳，并且传感器系统包括位于外壳内的压力传感器、近程传感器、位置传感器、运动传感器、流量传感器、温度传感器或者气体传感器。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，调节器包括阀门组件，阀门组件包括用于连接到呼吸气源的进口、用于连接到面罩以为用户提供呼吸气体的出口、用于控制呼吸气体在进口和出口之间流动的致动机构以及与该致动机构操作连接的柔性弹性隔膜，隔膜在其第一侧与周围环境流体连接而在其第二侧与面罩内部流体连接，传感器系统包括与致动机构的运动部件或者调节器的隔膜操作连接的近程传感器、位置传感器或者运动传感器、或者在隔膜的第二侧上与调节器的容积流体连接的压力传感器或者流量传感器。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，麦克风附接到调节器上。

11.一种与面罩连接使用的、包括阀门组件的压力调节器，该阀门组件包括用于连接呼吸气源的进口、用于连接面罩以为用户提供呼吸气体的出口、用于控制呼吸气体在进口和出口之间流动的致动机构、与致动行机构操作连接的柔性弹性隔膜，隔膜在其第一侧与周围环境流体连接而在其第二侧与面罩内部流体连接，以及能够与包括语音传输系统的通讯系统操作连接的传感器系统，传感器系统提供信号以至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制语音传输系统，除了声音以外的变量与面罩用户的讲话有关。

12.根据权利要求11所述的调节器，其中，所述变量与用户呼吸有关。

13.根据权利要求12所述的调节器，其中，传感器系统提供信号以至少部分根据阶段或者呼吸控制语音传输系统。

14.根据权利要求13所述的调节器，其中，语音传输系统包括麦克风，并且控制系统至少在吸气期间控制来自语音传输系统的输出以减少与吸气有关的噪音。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，麦克风附接到调节器上。

16.根据权利要求13所述的调节器，其中，传感器系统检测用户的吸气。

17.根据权利要求13所述的调节器，其中，传感器系统包括与致动机构的运动部件或者调节器的隔膜可操作的连接的近程传感器、位置传感器或者运动传感器、或者在隔膜的第二侧上与调节器的容积流体连通的压力传感器或者流量传感器。

18.一种用于呼吸系统的面罩系统，包括面罩和与面罩流体连接的压力调节器，压力调节器包括阀门组件，该阀门组件包括用于连接呼吸气源的进口、用于连接面罩以为用户提供呼吸气体的出口、用于控制呼吸气体在进口和出口之间流动的致动机构、与该致动机构操作连接的柔性弹性隔膜，隔膜在其第一侧与周围环境流体连接而在其第二侧与面罩内部流体连接，以及能够与通讯系统的语音传输系统操作连接的传感器系统，传感器系统提供信号以至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制语音传输系统，除了声音以外的变量与面罩用户的讲话有关。

19.一种控制呼吸系统用户语音传输的方法，包括：至少部分根据除了声音以外的变量的测量控制语音传输，该变量与面罩用户的讲话有关。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述变量与用户的呼吸有关，并且控制语音传输包括至少部分根据用户的呼吸阶段控制来自语音传输系统的输出。