CN108885819A - 具有系统集成呼吸传感器系统的呼吸设备 - Google Patents

Abstract

一种呼吸系统包括面罩和将呼吸气体输送至面罩的调节器。调节器包括传感器系统，传感器系统包括对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器。呼吸系统还包括与所述至少一个传感器操作性连接的处理器系统、与处理器系统操作性连接的存储器系统、和存储在所述存储器系统中并且可由所述处理器系统执行的至少一种算法。所述至少一种算法适于、被配置为或被编程为根据来自所述至少一个传感器的数据来确定呼吸速率和呼吸体积中的至少一个。所述算法还适于、被配置为或被编程为将呼吸速率和呼吸体积中的至少一个与用户的生理状态关联。

Description

具有系统集成呼吸传感器系统的呼吸设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月15日提交的序列号为No.62/323,266的美国临时专利申请的权益，其公开通过引用并入本文。

背景技术

提供以下信息以帮助读者理解下文公开的装置、系统和/或方法以及通常将使用这种装置、系统和/或方法的环境。本文使用的术语并不旨在限制于任何特定狭义解释，除非在本文献中另有清楚说明。本文陈述的参考文献可有助于对装置、系统和/或方法或者背景的理解。本文引用的所有参考文献的公开通过引用而并入。

面罩或口罩(有时也称为呼吸罩或防护罩)例如密封至用户的面部，其用于许多不同类型的系统以保护用户免受环境中潜在的危险元素的伤害。面罩通常包括用户可通过其观看周围环境的镜片。面罩还可以包括例如与过滤器系统或第二级压力调节器流体连接的、吸入空气经过其而进入口罩的端口或固定件，以及呼出空气经过其而离开防护罩的呼气端口。

面罩例如可以用于与诸如自给式呼吸设备(SCBA)之类的供气式呼吸器连接，其允许人员在诸如火灾或密闭空间之类没有机械辅助设备就难以或不可能呼吸的危险环境下进行呼吸。供气式呼吸器例如可以包括束带及托架组件、充满了用于呼吸的高压压缩空气的空气气缸、以及至少一个(更典型地，两个)空气压力调节器。第一或第一级调节器通常安装在空气气缸附近，并且用于将来自空气/呼吸气体气缸的压缩空气(或其他呼吸气体)的相对高的压力降低至高于大气压力。空气气缸通常含有高压下(例如2200psi至5500psi)的空气或气体。第一级调节器例如可以将压力降低至大约80-100psi。第二或第二级调节器通常安装在面罩上并且用于调节空气流以满足用户的呼吸需要。呼吸控制的调节器组件例如在美国专利No.4,821,767和No.5,016,627中被公开，其公开通过引用并入本文。

在SCBA的情况下，用户的呼吸控制阀门系统(例如，包括吸气阀和呼气阀)以经由第二级调节器控制压缩空气的输送。通常期望在面罩内维持相对于环境压力的轻微正压力。在面罩内维持正压力的供气式呼吸器的面罩通常被称为压力需求面罩，而供气式呼吸器的其他面罩通常被称为需求面罩。

发明内容

在一个方面中，一种呼吸系统包括：面罩和将呼吸气体输送至所述面罩的调节器。所述调节器可以与所述面罩形成为一体，或者可以可操作性连接或附接至所述面罩。所述调节器包括包含对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统。所述呼吸系统还包括与所述至少一个传感器操作性连接的处理器系统、与所述处理器系统操作性连接的存储器系统、以及存储在所述存储器系统中并且可由所述处理器系统执行的至少一种算法。所述至少一种算法适于、被配置为或被编程为根据来自所述至少一个传感器的数据来确定呼吸速率和呼吸体积中的至少一个。所述算法还适于、被配置为或被编程为将所述呼吸速率和所述呼吸体积中的至少一个与用户的生理状态关联。在许多实施例中，所述至少一个传感器检测所述调节器的响应于用户的呼吸而移动的部件的运动。

所述算法例如可以包括所存储的与用户的预定生理状态相关的呼吸速率的范围。所述算法例如可以包括所存储的至少与呼吸速率的低范围、呼吸速率的正常范围、和呼吸速率的高范围相关的呼吸速率的范围。在许多实施例中，所述算法适于、被配置为或被编程为在确定用户的呼吸速率处于预定范围之内时向用户提供指导。所述指导例如可以包括报警、使得能够返回至正常呼吸速率的指令、或离开区域的指令。

在许多实施例中，所述系统还包括数据通信系统，其用于将与所述呼吸速率和所述呼吸体积中的至少一个有关的数据传输至远程监控系统。

在许多实施例中，所述系统还包括用于确定用户的运动的系统和用于确定用户的身体姿势的系统中的至少一个。在确定用户的生理状态时，来自所述用于确定用户的运动的系统和用于确定用户的身体姿势的系统中的至少一个的数据例如可以与呼吸速率和呼吸体积中的至少一个相结合地使用(例如，通过所述算法)。所述系统例如还可以包括用于测量所述系统周围的环境状况的至少一个传感器。在确定用户的生理状态时，来自所述用于测量环境状况的至少一个传感器的数据例如可以与呼吸速率和呼吸体积中的至少一个相结合地使用(例如，通过所述算法)。

在许多实施例中，所述至少一种算法适于、被配置为或被编程为确定所述呼吸速率并且将所述呼吸速率与用户的生理状态关联。在这一点上，可以单独根据呼吸速率或者单独根据呼吸体积(例如，每呼吸或每单位时间)来确定生理状态。在许多实施例中，所述至少一种算法被配置为确定所述呼吸速率和所述呼吸体积中的每一个，并且还被配置为将所述呼吸速率和所述呼吸体积与用户的生理状态关联。在这一点上，可以根据呼吸速率结合或连同呼吸体积一起来确定生理状态。

在另一方面中，一种操作呼吸系统的方法，所述系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括具有对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；与所述至少一个传感器操作性连接的处理器系统；以及与所述处理器系统操作性连接的存储器系统，所述方法包括：根据来自所述至少一个传感器的数据来确定呼吸速率和呼吸体积中的至少一个，以及将所述呼吸速率和所述呼吸体积中的至少一个与用户的生理状态关联。所述呼吸系统还可以如上文所述地操作。

在另一方面中，一种呼吸系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括包含对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；与所述至少一个传感器操作性连接的处理器系统；与所述处理器系统操作性连接的存储器系统；以及存储在所述存储器系统中并且可由所述处理器系统执行的至少一种算法。所述至少一种算法适于、被配置为或被编程为至少部分地基于来自所述至少一个传感器的数据来确定所述呼吸系统的至少一个部件的操作状态。所述至少一个传感器例如可以检测所述调节器的响应于用户的呼吸而移动的元件的运动。

在许多实施例中，所述算法适于、被配置为或被编程为确定所述呼吸系统的在流动路径中的至少一个部件的状态，所述流动路径包括与所述调节器流体连接的呼吸气体罐、所述调节器和所述面罩。所述算法例如可以适于、被配置为或被编程为确定所述调节器的状态。所述算法例如可以适于、被配置为或被编程为通过将所述至少一个传感器的输出与保存在所述存储器系统中的预定输出进行比较来确定所述调节器的操作状态。

在许多实施例中，所述系统还包括与所述罐流体连接的压力变换器或流量传感器，其中所述算法还适于、被配置为或被编程为：将根据所述压力变换器的输出或所述流量传感器的输出中的至少一个而确定的、在一个时间段上从所述罐使用的呼吸气体的体积与根据所述至少一个传感器的输出而确定的、在所述时间段上的呼吸体积进行比较。在所述时间段上确定的呼吸气体的体积与在所述时间段上的呼吸体积之间的差例如可以被用于确定所述呼吸系统的在所述流动路径中的所述至少一个部件中的泄漏。

所述算法例如还可以被配置为基于呼吸速率和呼吸体积中的至少一个来确定来自所述传感器系统的呼吸速率或呼吸体积中的至少一个以及系统的用户的生理状态。

在另一方面中，一种监控呼吸系统的方法，所述呼吸系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括具有对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；处理器系统，其与所述至少一个传感器操作性连接；以及存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，所述方法包括：至少部分地基于来自所述至少一个传感器的输出来确定所述呼吸系统的至少一个部件的操作状态。所述方法还可以如上所述地实施。

在另一方面中，一种呼吸系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括包含对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；与所述传感器系统操作性连接的处理器系统；与所述处理器系统操作性连接的存储器系统；以及存储在所述存储器系统中并且可由所述处理器系统执行的算法。所述算法适于、被配置为、或被编程为基于至少部分地根据所述至少一个传感器的输出而确定的所述调节器的操作状态来控制所述呼吸系统的除了用于语音传输的部件以外的一个或多个部件。所述操作状态至少包括摘下状态以及戴上且呼吸状态。所述至少一个传感器例如可以检测所述调节器的响应于用户的呼吸而移动的部件的运动。

在许多实施例中，所述调节器还包括旁路阀和净化机构，并且所确定的操作状态还包括戴上且旁路阀开启状态、戴上且净化机构激活状态、戴上且自由流动状态、以及戴上且不稳定状态。

在确定了摘下状态时，所述一个或多个部件例如可以被控制以节省电力。所述算法例如还可以适于、被配置为或被编程为根据传感器系统来确定呼吸速率或呼吸体积中的至少一个并且基于呼吸速率和呼吸体积中的至少一个来确定所述系统的用户的生理状态。

在又一方面中，一种控制呼吸系统的一个或多个部件的方法，所述呼吸系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的接口的调节器，所述调节器包括具有对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；处理器系统，其与所述传感器系统操作性连接；以及存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，所述方法包括：基于至少部分地根据所述传感器系统的输出而确定的所述调节器的所确定的状态来控制所述呼吸系统的所述一个或多个部件。所确定的状态至少包括摘下状态以及戴上且呼吸状态。所述方法还可以如上所述地实施。

在这里的呼吸系统的(例如，如上文所述的)许多实施例中，所述调节器包括阀门组件，所述阀门组件包括用于连接至呼吸气体的源的入口、用于连接至面罩以将呼吸气体提供至用户的出口、用于控制所述入口与所述出口之间的呼吸气体流的致动机构、以及与所述致动机构操作性连接的柔性弹性膜片。所述膜片在其第一侧上与周围环境流体连接，并且在其第二侧上与所述面罩的内部流体连接。所述传感器系统例如可以包括接近度传感器、与所述致动机构的移动部件或所述调节器的膜片操作性连接的位置传感器或运动传感器(本文中有时统称为运动传感器；即，响应于元件的运动的传感器)、在所述膜片的第二侧上与所述调节器的体积流体连接的压力传感器、或者在所述膜片的第二侧上与所述调节器的体积流体连接的流量传感器。

鉴于以下结合附图的详细描述，将会最好地懂得和理解所述装置、系统和/或方法以及它们的特征和所伴随的优点。

附图说明

图1A示出这里的呼吸设备或系统的一个实施例的侧视图，其包括托架系统、支撑在托架系统上的空气/呼吸气体的罐、以及其上附接有第二级压力调节器的面罩。

图1B示出图1A的托架系统和罐的另一侧视图。

图1C示出托架系统的分解透视图，其中移除了与其连接的多个盖部。

图1D示出托架系统的透视图。

图1E示出托架系统的一部分的俯视图，其示出用于托架系统的电子电路系统的一个实施例。

图1F示出这里的呼吸设备的及其电子电路系统的另一实施例的示意图。

图2A示出图1A的第二级调节器的侧截面图。

图2B示出图1A的第二级调节器的透视图。

图2C示出图1A的第二级调节器的另一截面图。

图3示出图1A的面罩和附接的第二级压力调节器的侧截面图。

图4示出图1A的面罩的放大的侧截面图，其中从面罩移除了压力调节器。

图5示出附接有压力调节器的面罩的另一实施例。

图6示出包括与语音传送系统通信连接的呼吸致动控制系统在内的系统(例如，呼吸系统或防护罩系统)的示意性表示，该语音传送系统例如可以包括在调节器/面罩内的麦克风以及在调节器/面罩外的一个或多个麦克风。

具体实施方式

将会容易理解的是，除了所述示例实施例以外，还可以按多种多样不同的配置来布置和设计如本文附图中一般地描述和例示的实施例的组件。因此，附图中所示的示例实施例的如下更详细描述并不旨在限制实施例的所要求权利的范围，而仅代表示例实施例。

本说明书全文中对“一个实施例”或“实施例”(诸如此类)的引用意指在至少一个实施例中包括结合该实施例所描述的具体特征、结构或特性。因此，本说明书全文中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”之类不一定全都指同一个实施例。

此外，可以按任何适当方式在一个或多个实施例中对所述特征、结构或特性进行组合。在以下描述中，提供了许多特定细节以给出对实施例的透彻理解。但相关技术人员将会知道，可以在没有一个或多个这些特定细节的情况下或者以其他方法、部件、材料等来实践各个实施例。在其他实例中，没有示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免模糊不清。

本文以及所附权利要求中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。因此，例如，引用“传感器”包括多个这种传感器和本领域技术人员已知的其等同物等，并且对“所述传感器”的引用是引用一个或多个这种传感器和本领域技术人员已知的其等同物等。本文对值范围的记载仅旨在用作分别对落入该范围内的每个单独的值进行引用的便捷方法。除非本文另有所指，否则每个单独的值以及中间范围均如分别记载于本文中那样被并入本说明书中。可以按任何适当顺序执行本文所述的所有方法，除非本文另有所指或上下文另外清楚地忌用。

本文使用的术语“电子电路系统”、“电路系统”或“电路”包括但不限于硬件、固件、软件或它们的组合以执行(多个)功能或(多个)动作。例如，基于期望的特征或需要，电路可以包括软件控制的微处理器、诸如专用集成电路(ASIC)之类的离散逻辑、或其他编程的逻辑器件。电路还可以完全实施为软件。本文所使用的“电路”看作“逻辑”的同义词。本文使用的术语“逻辑”包括但不限于硬件、固件、软件或它们的组合以执行(多个)功能或(多个)动作或者引起来自另一部件的功能或动作。例如，基于期望的应用或需要，逻辑可以包括软件控制的微处理器、诸如专用集成电路(ASIC)之类的离散逻辑、或其他编程的逻辑器件。逻辑还可以完全实施为软件。

本文使用的术语“处理器”包括但不限于任何组合中的几乎任何数量的处理器系统或独立处理器(比如微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)、和数字信号处理器(DSP)中的一个或多个。处理器可以与支持处理器操作的各种其他电路相关联，各种其他电路比如是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、时钟、解码器、存储器控制器、或中断控制器等。这些支持电路可以在处理器或其相关电子封装件的内部或外部。支持电路操作性地与处理器通信。支持电路在框图中或其他附图中不一定与处理器分离地示出。

本文使用的术语“软件”包括但不限于使得计算机或其他电子装置以期望方式执行功能、动作或行为的一个或多个计算机可读或可执行指令。指令可以按各种形式实施，比如例程、算法、模块、或包括来自动态地链接的库中的独立应用或代码的程序。软件也可以按各种形式来实施，比如独立程序、函数调用、小服务程序、小应用程序、存储在存储器中的指令、操作系统的一部分、或其他类型的可执行指令。本领域普通技术人员将会理解，软件的形式例如取决于期望应用的要求、其运行的环境、或设计者/编程者等的期望。

在若干代表性实施例中，结合适用于诸如上述的SCBA之类的压力需求或需求供气式呼吸器的面罩或口罩来描述这里的装置、系统和方法。然而，可以结合其中将呼吸气体供给用户的任何系统来使用这里的装置、系统和方法。附加的应用包括但不限于需求供气管呼吸器、压力需求供气管呼吸器、恒流供气管呼吸器、恒流SCBA、空气净化呼吸器、电动空气净化呼吸器、和呼吸响应式电动空气净化呼吸器。

图1A至图4示出包括全面罩或呼吸器口罩10的SCBA呼吸或呼吸器系统5的代表性实施例。本文使用的呼吸系统是指用于从呼吸气体源将呼吸气体提供至用户的任何系统。如图1A所示，面罩10可以包括例如面罩体20(例如由硅橡胶制成)，面罩体20包括围绕用户面部进行密封的后部开口30。面罩体20密封性地附接至面罩10的前部15(例如见图1)，前部15包括在其上部上的镜片50和形成在其下部中的呼吸和/或过滤部件。面罩体20例如可以经由外围边沿或边缘密封性地附接至面罩10的前部15。适用于呼吸系统5中的替代的面罩设计例如在美国专利申请公开No.2012/0160245和No.2012/0152253以及美国专利No.8,256,420中描述，其公开通过引用并入本文。

本文有关面罩10和其他部件的诸如“前”、“前方”、“后”、“后方”、“上”、“下”的术语或类似术语通常是指与佩戴面罩10并直立的人员相关的参考方向。

面罩10例如可以已被附接至附接部(未示出)，该附接部可连接至例如捆扎带以将面罩10附接至用户的头部并维持面罩10的面罩体20与用户的面部密封性接合，如本领域已知的那样。

镜片50经由密封边沿70被附接至面罩10的前部15的上部，用户通过镜片50观看周围环境。呼吸和/或过滤部件被附接至镜片50下方的面罩10的前部15。如图所示，例如在图1A中，面罩10包括大体上在中心的端口或开口。该端口形成在从前或前向部15的下部的剩余部分向前延伸的延伸壁部120的前端。

外壳200的呼吸器部件结构被附接至向前延伸壁部120。在这一点上，外壳200形成与延伸部95的内壁的密封性接合、配合或连接。外壳200例如可以包括围绕其外围的、与延伸部95的内壁形成密封性接合的通道、沟槽或其他连接器元件210。外壳200通常可以是任何形状以密封性地坐落于几乎任何配合性的形状的端口中。

外壳200还包括呼气端口220(例如见图3)，在呼气端口220上方连接了密封阀门构件230(例如，本领域中已知的伞阀构件；例如见图4)。在所示实施例中，阀门构件230经由例如弹簧240(例如见图4)被偏置在关闭位置中。弹簧240通过保持器242保持与阀门构件230连接。阀门构件230的偏置如本领域中已知的那样导致面罩10内的正压以用于在压力需求模式下操作。面罩10还可以在阀门构件230未被偏置于关闭位置中的需求模式下操作。阀门230在面罩10的用户呼气时开启，但在吸气时关闭，以防止吸入空气通过呼气端口220。

在面罩10的部件外壳200的接口部分或接口250中形成接口端口252，以使得面罩10与例如第二级压力调节器400或其他调节器流体连接，以使得可从增压空气罐490(例如见图1A至图2A)供给增压呼吸气体(空气或含氧气体)。托架系统500包括维持系统，罐490经由维持系统可被附接至托架系统500的背板510。适用于本文中的托架系统例如在美国专利申请公开No.2015/0151146中描述，其公开通过引用并入本文。作为代表性示例，本文参考附接至背板510的罐490来描述系统10的各个方面。

增压空气罐或气缸490例如经由本领域已知的束带系统(未示出)支撑在且捆扎至由系统10的用户佩戴的束带或托架系统500上。在所示实施例中，托架系统500包括用于支撑(除了系统5的其他部件以外)罐490的刚性背板510和用于将背板510连接至用户的捆扎带(例如，包括束带系统的未示出的肩带和腰带)。可调节罐带512(例如金属带)帮助保持罐490与形成在或附接至背板510上的弧形支架514相连接。罐490的阀门492将空气从增压罐490提供至与背板510附接的连接器520(例如见图1B)。连接器520经由连接器520a和第一级调节器组件700(例如见图1D)的连接器710与第一级调节器组件700流体连接。罐490例如可以包含在高压下(例如在2200-5500psi或15,168至37921kPa的范围中)的空气或含氧呼吸气体。与背板510附接的第一级调节器组件700将压力降低至例如大约80-100psi(552至689kPa)。呼吸气体经由连接器720离开第一级调节器700，并经由高压软管组件750(图1A示出了其一部分)流至第二级调节器400的入口(未示出)。

在所示实施例中，软管组件750例如包括如本领域已知的经由配合螺纹连接至罐阀门出口492的螺纹手轮。软管组件750还包括具有配合连接器774(例如，高压配合快装接头)的一段高压软管770，以形成与连接器520(例如，高压快装接头)的配合性流体连接。

例如，如图1E所示，呼吸系统5的背板510包括连接组件或系统550，连接组件或系统550连接至第一级调节器组件700并将其定位在背板510的下端。背板510还包括或附接有电源模块，电源模块包括大体上位于中心的电源盒552，其中组装有例如包括一个或多个电池的电源554。电源554例如与电子系统或电子电路系统的一部分电连接(例如经由连接器556——见图1E)并形成其一部分，电子系统或电子电路系统例如包括(在所示实施例中)定位于电源盒552与第一级调节器700之间的印刷电路板560。印刷电路板560包括电气部件和控制部件，控制部件例如包括处理器564(例如微处理器)和与处理器564操作性连接的存储器系统565。

在这里的许多实施例中，呼吸设备5形成为整体的、但是分布式的系统，例如，如图1F所示。如图1F所示，呼吸设备例如可以包括与控制模块900(见图1E)、扬声器模块、和面罩10与调节器400的组件可通信地连接的电源模块。电源模块、控制模块900和调节器400中的每一个例如可以包括处理器和相关存储器。在许多实施例中，电源模块的处理器作为主控制器操作，并且经由通信总线或系统(未示出)与其他处理器操作性地或可通信地连接。处理器系统的分布式处理器能够同时有效实现多个任务。

许多电连接从印刷电路板560延伸。例如，一个或多个电连接566经由中间电缆将印刷电路板560与控制模块900连接。控制模块900例如可以包括例如在美国专利No.6,198,396中描述的个人安全报警系统或PASS 910，以在缺少用户移动的情况下提供报警。控制模块900例如还可以包括用于向用户提供罐400内的压力的目视读数的模拟或数字压力计920，以及用于提供其他信息、报警940(例如，听觉报警、视觉报警(例如光)、触觉报警)、指示器950(例如状态光)等的一个或多个图形或其他显示器930。模拟压力计920经由与连接器520流体连接的连接器520c而与连接器520(从而与罐490或连接至连接器520的其他罐)流体连接。

电连接568和570经由中间电缆将印刷电路板560连接至例如语音放大器。类似地，一个或多个电连接568和570经由中间电缆将印刷电路板560连接至例如结合于第二级调节器400中的麦克风470和平视显示器(HUD)部件471(其例如在图1A中示意性示出)。这样的麦克风和HUD例如在美国专利申请公开No.2012/0152253中描述，其公开通过引用并入本文。

当连接至面罩10时，压力调节器400根据需要将呼吸气体从罐490输送至用户。本领域中已知的是，压力调节器400例如可以包括由弹簧404偏置的膜片或膜片组件402，其将调节器组件划分成与面罩10的内部流体连接的内腔406和与周围外部环境流体连接的外腔408(见图2A)。膜片402耦接至开启和关闭入口阀412的致动机构410。用户的呼吸在调节器组件400的内腔406与外腔408之间产生压力差，其转而使得膜片402的位移从而经由机构410控制(即，开启和关闭)入口阀412。结果，诸如调节器400之类的调节器通常被称为压力需求调节器。按与上述方式类似的方式进行操作的压力调节器的示例是从宾夕法尼亚州匹兹堡市的矿业安全设备公司(Mine Safety Appliances Company)可得的调节器。

如图2A所示，调节器400的入口414例如可以经由柔性软管650连接至增压空气罐490，柔性软管650流体连接至软管组件600并从而流体连接至第一级压力调节器700。入口414例如可以是如本领域已知的带倒钩的入口连接器以安全连接至软管650。出口416与阀门412流体连接。流量调节机构418例如可以如本领域已知的那样与出口416连接。

压力调节器400的弹簧加载式保持凸缘420(见图2B)形成了与接口端口252的周界上的安装接口254的配合安装凸缘256的可拆式连接。压力调节器400在其每侧上包括释放按钮430，其可被按压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，并且提供例如用于增压空气从压力调节器400进入面罩10的内部中的端口。在这一点上，吸气端口260与包括例如阀座266和柔性瓣阀268的吸气止回阀264流体连接。吸气阀264在面罩10的用户吸气时开启，但在呼气时关闭，以防止呼出的空气通过吸气端口260。从而防止了压力调节器400在呼气期间经由吸气端口260而污染。

在许多实施例中，呼吸器防护罩10例如还可以包括帮助引导呼吸器防护罩10内的空气流的鼻罩300(见图13)。包围了鼻子和面部的下巴部分的鼻罩300例如可以由诸如弹性体(例如硅树脂)之类的弹性聚合物材料一体地形成。在所示实施例中，通过例如围绕凸缘270延伸或拉伸鼻罩300的前向端口或开口310来将鼻罩300从后部附接至部件外壳200，凸缘270经由凸缘270上的螺纹272和部件外壳200的后向元件280上的配合螺纹282被附接至部件外壳200。鼻罩300例如可以包括一个或多个吸气止回阀320。在所示实施例中，语音传输器284位于端口310与后向元件282之间，以帮助提供通过面罩10的清晰的语音传输。在若干实施例中，语音传输器284由包封在带孔铝外壳中的薄膜形成。诸如通道216之类的通道例如可以形成在外壳200中以促进语音传输。

部件外壳200例如可以由比如例如聚碳酸酯、聚酯、或聚碳酸酯/聚酯混合物之类的聚合物材料注塑成型。同样，镜片50例如可以由聚合物材料(例如透明聚碳酸酯)注塑成型。

呼吸器或呼吸系统5包括例如提供语音放大、传输和/或无线电通信功能性的电子语音通信系统。例如，呼吸系统5可以包括语音传输系统，该语音传输系统包括被适当地配置和定位以检测用户讲话的声音的声音传感器或麦克风(例如见图6)。本文使用的术语“麦克风”是指将声音转换为电信号的声电变换器或传感器。电信号例如可以被传输至放大器和/或扬声器以用于该用户与该用户附近的其他人通信和/或被传输以用于该用户与远离该用户的其他人通信。在图1A至图4所示的实施例中，压力调节器400在其一部分的附近或表面456(其在压力调节器400连接至接口250时通常与周围端口298相邻)包括或连接有麦克风470，麦克风470作为传输用户语音的语音传输系统的部件。麦克风470的这种定位提供了用户嘴部与麦克风470之间大体上直接的路径。密封构件462提供了麦克风470与环境大气之间的密封。压力调节器400及其密封构件462保护麦克风470免受可损害麦克风470的诸如灰尘和水之类的环境元素的影响。

降噪

如上所述，许多呼吸系统包括包含传感器系统的语音激活通信系统，传感器系统中对声音的存在和不存在进行感测以将麦克风分别激活和停用。然而，许多严重问题与这种语音激活式系统有关。在这里的许多实施例中，呼吸器防护罩10还包括或者操作性连接至与麦克风470(和/或语音传输系统的其他部件，其可以位于压力调节器400上、在面罩或防护罩10之内、或其他地方)通信连接的控制系统600，以控制语音传输系统(例如，控制麦克风470和/或语音传输系统的其他部件)。控制系统600包括传感器系统604以感测或测量与讲话有关的除了声音以外的变量。控制系统600至少部分地基于所测量的变量来控制语音传输系统，以降低或消除呼吸噪声。

在许多实施例中，感测与用户呼吸有关的(除了声音以外的)变量，并且根据用户的呼吸(例如，根据用户呼吸的阶段或时期)控制语音传输系统。控制系统600例如可以包括致动器，其响应于用户呼吸以控制麦克风470和/或语音传输系统的其他电子通信系统/装置。在这一点上，控制系统600可以在用户吸气时操作性地禁用麦克风470(或使其进入关闭状态)，从而排除或消除来自呼吸器和来自用户的不期望的吸气噪声。一般而言，讲话不会在吸气期间发生。控制系统600还可以在用户呼气时操作性地启用麦克风470(或使其进入开启状态)，从而启用期望的语音通信的传输。然而，在开启状态和关闭状态之间切换麦克风470本身会引入噪声。在许多实施例中，例如可以按控制语音传输系统的输出的方式来控制来自麦克风470的信号以降低或消除与呼吸有关的噪声。例如，可以将增益或放大率在呼气期间维持相对较高而在吸气期间维持相对较低。以更平缓的方式而不是与开/关切换有关地改变增益和/或其他变量，可以降低与开/关切换有关的噪声(例如“咔哒”)。在其他实施例中，例如可以按控制如何处理麦克风信号的方式控制来自麦克风470的信号。例如，在吸气期间，控制系统选择被最优化以对呼吸器吸气噪声和用户吸气噪声进行识别和最小化的麦克风信号处理参数。在呼气期间，控制系统选择被最优化以对语音传输清晰度最大化的麦克风信号处理参数。

存在基于呼吸来控制、处理或操纵麦克风(声音传感器)和/或麦克风信号的许多方式。如上所述，可以基于呼吸的阶段来修改麦克风信号增益水平。在一个代表性实施例中，麦克风信号是被传送至具有集成音频处理器的音频编解码器的数字信号。具有集成处理器的编解码器用于操纵数字音频信号并将数字信号转换为模拟信号。具有集成处理器的编解码器例如可以包括均衡、滤波、和数字信号处理(DSP)能力。具有集成处理器的编解码器将增益设置应用于音频信号。增益设置根据呼吸的阶段而变化。当呼吸器用户停止吸气时，麦克风信号增益水平例如可以设置在产生最优化语音传输声压水平的水平处。当用户开始吸气时，麦克风信号增益水平例如可以斜坡式下降至减小的水平以限制吸气期间噪声的传输/放大。随着呼吸器用户停止吸气，麦克风信号增益水平可以斜坡式上升至增大水平以恢复最佳语音传输声压水平。麦克风信号增益水平斜坡式下降和上升(即，逐渐地改变)以使得包括“砰砰”和“咔哒”噪声在内的突发声压水平变化最小化。

除了使用传感器来调节麦克风信号增益水平(无论是切换还是斜坡式改变增益水平)以外，还可以使用传感器来改变其他音频信号参数。例如，可以根据呼吸状态使用传感器来改变均衡、滤波和DSP算法设置。例如，可以使用滤波器和DSP算法将呼吸噪声最小化。呼吸噪声(具体地，吸气噪声)可能包括显著高频的内容。人的讲话也包含高频内容。作为一个示例，一些英语辅音/声音(包括“f”和“s”)的发音包含高频内容。这样，存在呼吸滤波器和DSP算法会对语音传输产生负面影响的风险。然而，与滤波器和DSP算法相结合地使用呼吸状态传感器可以提高语音传输质量。例如，当传感器检测到吸气状态时，滤波器和DSP设置可以被设置为大力限制吸气噪声。当传感器检测到呼气状态时，滤波器和DSP设置可以被设置为最佳地检测和传输语音信号。

控制系统600例如可以包括(直接或间接地)响应于压力变化、流量变化和/或与用户呼吸的阶段(例如，吸气或呼气)有关的其他变量的系统或传感器。如上所述，压力调节器400包括在吸气期间向后或向内移动、在吸气之后向前或向外移动并且在呼气期间保持向外的膜片或膜片组件402。在这一点上，用户的呼吸在调节器组件400的内腔406与外腔408之间产生了压力差，导致了膜片402的位移，并因此导致耦合连杆或机构410的位移，从而在吸气期间开启阀门或阀门机构412并在吸气之后关闭阀门412。阀门412在呼气期间保持关闭。在许多实施例中，控制系统600包括传感器系统，其对诸如膜片或膜片组件402之类由于呼吸而移动的例如调节器部件的移动或位置敏感。

例如，如图2C所示，在许多实施例中，一个或多个磁体610位于压力调节器400的呼吸致动的可移动部件上(例如，膜片400或机构410的部件上)。响应于磁场的传感器620(例如，霍尔效应传感器或磁簧传感器)例如可以位于压力调节器400的固定部分上。霍尔效应传感器是响应于磁场改变其输出电压的变换器。霍尔效应传感器可以用于测量接近度、位置和/或速度。替代地，磁体610可以位于压力调节器400的固定部分上，并且传感器620可以位于压力调节器400的呼吸致动的可动部件上。传感器620例如可以提供由可动部件的移动所确定的表示磁场的位置的输出。传感器620与电子器件630(例如，印刷电路板的一个或多个部件)操作性地通信(例如，有线或无线通信)，从而与麦克风470和/或语音传输系统的其他部件通信，以根据例如调节器400的状态、用户的呼吸阶段和/或呼吸速率来控制语音传输系统。随着呼吸系统5的呼吸面罩或防护罩10的用户吸气，磁体610(或传感器620)相对于固定的传感器620(或固定的磁体610)在一个方向上行进，以提供对用户的呼吸阶段为吸气的指示。在许多实施例中，麦克风470例如可以在吸气期间被停用或切换为关闭，以使得电子语音通信系统不传播来自压力调节器400的气流噪声和用户产生的吸气噪声。随着用户停止吸气并随后呼气，磁体610(或传感器620)相对于固定的传感器620(或固定的磁体610)在相反方向上行进以激活麦克风470。再次说明，大多数人仅在呼气时说话或者仅在呼气时可以容易地改变其说话的讲话方式。相应地，麦克风470仅在很可能发生了讲话时被激活。如上所述，传感器620可以替代地用作对呼吸阶段的指示，从而控制语音传输系统的其他部件以例如控制增益。

呼吸系统可以附加地或替代地包括与语音传输系统操作性地连接的呼吸致动的控制系统，其中，控制系统包括与呼吸系统内的内部空气体积流体连通的压力传感器。压力传感器例如可以在增压罐490与用户之间的流动路径中的任一点处与诸如系统5之类的呼吸系统流体连接。压力传感器例如可以测量与呼吸的阶段有关的面罩压力变化。附加地或替代地，压力传感器例如可以测量与呼吸的阶段有关的第一级调节器出口压力变化。在呼吸期间，压力传感器例如可以控制麦克风信号。类似地，呼吸系统可以附加地或替代地包括与语音传输系统操作性地连接的呼吸致动的控制系统，其中控制系统包括与呼吸系统流体连通的流量传感器。流量传感器例如可以在增压罐490与呼吸器呼气端口220之间的流动路径中的任一点处与诸如系统5之类的呼吸系统流体连接。

如上文所讨论的那样，可以在呼吸器电路中的一个或多个位置处使用一个或多个传感器以检测呼吸，从而控制语音传输系统。同样如上文所讨论的那样，第一级调节器将气缸压力(高压)降低至适合于第二级调节器的压力(中压)。在呼吸期间，中压将在吸气期间即刻降低。因此，压力传感器可以位于第一级调节器上或其下游，以根据用户呼吸检测中压变化。同样，一个或多个流量传感器可以置于第一级调节器与第二级调节器之间。第一级调节器将空气供给至第二级调节器。在吸气和呼气状态期间，来自第一级调节器的流速从零变到增大的流速。因此，可以使用第一级调节器与第二级调节器之间的流速传感器以检测用户呼吸。还可以在空气气缸与第一级调节器之间放置一个或多个流量传感器。气缸将空气供给至第一级调节器。在吸气状态期间，来自气缸的流速从零变到增大的流速。因此，可以在气缸的下游(即，在气缸阀门处或下游)放置流量传感器以检测用户呼吸。

图5示出面罩或呼吸器防护罩10a的一个实施例，面罩或呼吸器防护罩10a包括部分地由结合呼吸器防护罩10a描述的镜片50a所限定的内部体积。同样如结合面罩10所描述的那样，面罩10a包括用于附接有压力调节器400a的接口250a。面罩10a还包括被定位以接收来自用户语音的声音的麦克风470a。在所示实施例中，控制系统600a包括与面罩10a的内部体积流体连接并且与麦克风470a电子通信的压力传感器610a。控制系统600a还可以包括与面罩10a的内部体积流体连接并且与麦克风470a电子通信的流量传感器610b。

在所示实施例中，压力传感器610a和流量传感器610b被示出为在面罩10a的内部体积之内，但其还可以置于将与面罩10a内的压力流体连通的任何适当位置处。压力传感器610a和/或流量传感器610b例如可以置于将与面罩10a的内部流体连通的体积/压力调节器400a内。

如上与麦克风470有关的描述，当空气压力下降至预定值以下时，麦克风470a例如可以被停用或置于关闭状态下。当空气压力增大至预定值以上时，麦克风470a可以被激活或置于开启状态下。在这一点上，随着面罩10a的用户吸气，面罩压力减小并且麦克风470a被停用。当麦克风470a被停用时，包括麦克风470a的电子语音通信系统不传播来自压力调节器400a的气流噪声，并且不传播由于用户的呼吸而导致的噪声。随着面罩10a的用户停止吸气并随后呼气时，面罩压力增大并且麦克风470a被激活。同样如上文所述，可以替代地使用压力传感器和/或流量传感器作为对呼吸阶段的指示，从而控制语音传输系统的其他部件，以例如控制增益和/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、与讲话或关于讲话(例如，呼吸阶段)的变量/状态相关或直接有关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，可以测量二氧化碳的水平。

图6示出这里的包括电子语音通信系统的系统的示意性图示，电子语音通信系统例如可以包括声音传感器/麦克风和/或上文所述的语音传输装置或系统的其他部件以及与语音传输系统操作性连接的控制系统。如上所述，控制系统响应于或根据用于对与用户讲话有关的变量进行测量的传感器的输出来控制语音传输系统的操作。例如，测量的变量可以与用户的呼吸有关(例如，表示用户呼吸的阶段)。可以使用一个或多个测量或传感器系统(包括例如压力传感器、近距离传感器、运动传感器、位置传感器、流量传感器、气体传感器等)来测量用户呼吸的状态或阶段和/或与讲话有关的其他变量。

如上所述，大多数商业可得的SCBA和包括语音放大或传输系统的其他呼吸系统包括被持续激活和以恒定增益放大的麦克风。这种系统有时被称为持续开启通信系统。在持续开启通信系统中，麦克风检测到期望和不期望噪声两者。不期望噪声包括呼吸器气流噪声和用户吸气噪声。包括不期望噪声大大降低了电子通信的质量。与持续开启通信系统相比，这里的装置、系统和方法排除了大量不期望噪声，提高了电子通信的质量。与持续开启通信系统相比，这里的装置、系统和方法例如可以提供对功耗的降低。在这一点上，持续开启通信系统持续地汲取电力以检测和处理通信。在这里的装置、系统和方法的许多实施例中，在呼吸的不同阶段(例如吸气与呼气)期间对语音通信进行不同的处理，从而降低了噪声，并且在许多实施例中降低了功耗。

如上所述，根据本装置、系统和/或方法中的呼吸/呼吸的阶段对麦克风和/或语音传输系统的其他部件进行控制，消除了至少大部分不期望噪声。然而，与许多语音激活式系统相比，这里的装置、系统和/或方法在讲话开始时就立即检测，从而减少了讲话消除、截断和/或延迟。

呼吸系统、呼吸器或呼吸用系统还可以包括即按即说或手动激活通信系统，其需要用户手动激活远程开关(例如，在胸部控制板、手指开关等中的按钮)以激活通信系统来发送语音通信。即按即说系统可以成功地排除很多不期望噪声。然而，可以仅在用户手动激活远程开关时发生通信。为了激活远程开关，用户必须找到开关的准确位置，要么持续按压开关，要么按压多次以将系统激活和随后停用。在许多呼吸器应用中，难以找到远程开关的准确位置、访问和/或操作远程开关。例如，戴着手套的手和受限的视力范围会阻碍对远程开关的操作。由于这里的装置、系统和方法自动地控制语音传输系统以例如在很可能发生了讲话时将语音传输最优化，因此呼吸器用户不必找到远程开关的准确位置并操作，从而与即按即说系统相比简化和改善了对通信系统的使用。此外，当与需要远程切换模块和/或装置的系统相比时，降低了产品成本。

如上所述，当前呼吸设备可以包括具有用于促进许许多多功能的部件和/或系统的电子电路系统。这些功能可以包括但不限于如下：1)压力测量、显示、警告和数据记录，2)经由例如个人安全报警系统进行的与警告和数据记录有关的运动检测，3)经由例如一个或多个加速度计进行的用户身体姿势感测，4)语音通信放大，5)语音通信便携式无线电接口，和6)遥测技术。

在这里的许多实施例中，传感器620和/或其他传感器(其与呼吸系统压力调节器400形成为一体并且与呼吸设备电子电路系统操作性连接)用于实现系统部件的基于状态的控制、实现系统/部件操作状态监控以及实现用户生理状态监控。如上所述，诸如传感器620之类的传感器可以测量根据调节器状态和佩戴者的呼吸而位移的一个或多个调节器部件的位置(在位置的全范围上)、运动、速度和/或接近度(本文中有时统称为运动或移动的测量或检测)。除了实现对例如呼吸引起的噪声的降低，可以独立地或与其他呼吸设备传感器相结合地使用调节器传感器测量结果，以增强已有的电子功能，启用新的电子功能和/或监控一个或多个呼吸系统部件的状态和/或用户的生理状态。

传感器620和/或用于测量呼吸的其他传感器例如可以提供包括但不限于如下的操作性优点：利用呼吸设备状态敏感操作模式的呼吸设备系统监控和控制、呼吸设备语音通信控制/最优化、呼吸设备电力使用控制/最优化、和呼吸设备呼吸速率和/或呼吸体积检测和分析。

基于调节器状态的呼吸设备控制

当前具有电子系统的呼吸设备设计可以包括用于确定呼吸设备状态的传感器。可以使用呼吸设备状态信息来控制呼吸设备功能的范围和激活报警。可以将呼吸设备状态信息(例如，经由诸如无线遥测技术之类的遥测技术)发送至远程监控装置，并且可以记录在数据日志中以用于在使用后进行分析。当前呼吸设备状态监视器可以包括测量罐压、运动、电源和连接性的传感器。

压力测量结果可以用于确定呼吸设备是处于增压状态还是非增压状态。如果呼吸设备处于增压状态，则电子系统可以启用、禁用和/或改变特定的电子功能。例如，如果呼吸设备被增压，则呼吸设备可以自动激活运动检测系统(个人安全报警系统或PASS，比如PASS910)。呼吸设备可以防止禁用运动检测系统，直至呼吸设备被降压为止。在另一示例中，当满足预定压力极限时，压力测量结果可以用于通过视觉和/或听觉指示器进入警告状态。

运动测量结果可以用于确定呼吸设备是处于运动状态还是不动状态。例如，如果呼吸设备(因而，用户)处于不动状态，则呼吸设备可以通过视觉和听觉指示器进入警告状态。

电源测量结果可以用于确定呼吸设备是电力充足状态还是低电力状态。例如，如果呼吸设备处于低电力状态，则呼吸设备可以通过视觉和/或听觉指示器进入警告状态，并且可以降低非重要功能的电力或禁用非重要功能。

连接性测量结果可以用于确定呼吸设备部件或外围装置是处于连接状态还是处于断开连接状态(有线的或无线的)。例如，如果呼吸设备处于与所需部件断开连接的状态，则呼吸设备可以尝试与该部件重新连接或通过视觉和/或听觉指示器进入警告状态。

尽管上述呼吸设备状态监视器和呼吸设备性能监视器提供了呼吸设备功能的有用信息、警告、和控制，但呼吸状态监视器和性能监视器提供了与调节器400和呼吸设备用户/佩戴者的状态有关的呼吸设备功能的极少的信息和控制。例如，呼吸设备压力状态不指示调节器400是否被戴上以及佩戴者是否正在呼吸。呼吸设备压力状态不指示调节器400是处于正常操作状态还是开启了旁路阀480(例如，见图2A和图2B)的状态。呼吸设备压力状态不指示调节器400是处于正常状态还是激活了净化机构484(见图2C)的状态。净化机构484可以被按压以手动激活/开启调节器400的入口阀412。呼吸设备压力状态不指示调节器400是否在适当地操作。

例如，确定调节器400是否被戴上和佩戴者是否正在呼吸将会是有利的。该信息例如可以用于通过例如改变操作模式和用户接口(例如，用于提供信息、警告等的音频、视觉和/或触觉接口)、语音通信功能和连接、以及电力使用，来增强呼吸设备安全性、性能和效率。

可以经由来自传感器620的数据进行调节器400的状态的确定。例如，当调节器传感器620未检测到运动时，调节器状态可被确定为“摘下”(即，被去除或未佩戴)。在戴上面罩10、连接了压力调节器400并开始呼吸之后，传感器620检测到运动并开始本文中有时被称为动态呼吸概况分析(DBPA)的算法，DBPA可以作为软件存储在调节器400的存储器系统(例如见图1F)中，并且可经由处理器或调节器400的处理器系统(例如见图1F)执行。在许多实施例中，DBPA分析传感器数据并且将调节器阀门位移轮廓的测量结果与调节器状态查找表比较，以确定特定的“戴上”的调节器状态。例如，确定调节器旁路阀480是否开启和/或净化机构484是否激活/开启会是有利的。该信息可以用于例如告知呼吸设备用户和/或远程监视器。该信息可以记录在数据日志中以用于在使用后进行分析。该信息还可以用于改进剩余服务时间估计。例如，当调节器传感器数据展示了离散的吸气和呼气时期时，调节器状态可以确定为“戴上并且正常呼吸”。当调节器传感器数据展示了与吸气不对应的向内或向下阀门位移时，调节器状态可以被确定为“戴上并且净化机构/阀门激活”。当调节器传感器数据展示了大的且连续的向内阀门位移时，调节器状态可以被确定为“戴上并且自由流动”。自由流动状态可以表示面罩10已经从用户去除。同样，输出中的不稳定性或者与例如传感器620的预定“标准”或预期输出的差异可以表示面罩10的密封的泄漏。当调节器传感器数据展示了与呼气不对应的向外阀门位移时，调节器状态可以被确定为“戴上并且旁路阀激活”。呼吸设备5还可以记录数据日志事件以记下调节器状态和/或可以将调节器状态数据传输至远程监视器(例如，经由遥测技术)。

以下示例指出当调节器状态在例如摘下和戴上/呼吸之间变化时会改变的操作模式和用户接口。这些示例是代表性的，并不旨在包括所有。调节器状态变化例如可以用于改变或设置通信系统部件或功能性的操作状态，其包括例如语音通信部件(比如麦克风470)、调节器400和面罩10外部的一个或多个麦克风、语音传输无线电系统(例如，长距离或短距离(例如蓝牙))和扬声器。调节器状态变化还可以用于改变或设置用于数据传输的通信系统部件或功能性(例如遥测系统)的操作状态。

除了如上所述控制调节器400的通信系统/语音麦克风470用于降噪，还可以基于呼吸设备状态来控制其他语音通信部件、系统和/或功能以例如将通信最优化。下面阐述可根据(例如在摘下与戴上/呼吸之间的)调节器状态变化来控制或改变语音通信部件、功能和/或连接的许多代表性示例。本文阐述的代表性示例并不旨在包括所有。在许多实施例中，当摘下调节器400时，可以禁用语音放大器系统以防止不期望的和讨厌的噪声。当戴上/呼吸时，可以启用语音放大器系统以放大期望的语音通信。当确定摘下了调节器400时，可以禁用调节器麦克风，并且可以启用便携式无线电麦克风或远程扬声器麦克风以将语音通信质量最优化。当戴上/呼吸时，可以启用调节器麦克风并且可以禁用便携式无线电麦克风和远程扬声器麦克风以将语音通信质量最优化。当摘下时，扬声器模块按钮例如可以用作开/关控制。当戴上/呼吸并且连接至便携式无线电或远程扬声器麦克风时，扬声器模块按钮例如可以用作即按即说(PTT)开关以改善无线电控制和PTT开关的使用方便性。

还可以根据调节器状态控制除了通信系统以外的部件、系统和/或功能性(比如控制软件、一个或多个传感器(例如运动传感器、压力传感器等)、显示器、报警器、状态指示器等)的操作状态。

调节器状态变化例如可以用于改变或设置平视显示器模式。例如，当调节器400被确定为摘下时，显示器模式可以被设置为关闭并且可以仅在某种定义的用户交互之后可见。当调节器状态被确定为戴上/呼吸时，显示器模式可以被设置为持续减少用户交互并提高对呼吸设备状态信息的访问。调节器状态还可以用于改变或设置图形显示内容：当摘下时，诸如显示器930之类的图形显示器例如可以示出压力读数以指示可用压力。当戴上/呼吸时，诸如显示器930之类的图形显示器例如可以示出压力和/或剩余服务时间读数以促进操作决定的作出。当摘下时，在呼吸事件之后，诸如显示器930之类的图形显示器例如可以示出呼吸事件统计数据以促进审阅、分析和操作决定的作出。调节器状态还可以用于改变或设置语音识别和语音激活控制：当摘下时，可以例如禁用语音识别和语音激活控制模式以防止不期望的动作。当戴上/呼吸时，可以启用语音识别和语音激活控制模式以改进呼吸设备控制和将用户交互最小化。调节器状态还可以用于控制数据日志记录速率。当摘下时，例如可以在压力测量结果和其他测量结果不经常改变时降低数据日志记录速率以保留存储器分配。当摘下/呼吸时，例如可以在压力测量结果和其他测量结果可快速改变时增大数据日志记录速率以提高数据分辨率。当摘下时，在呼吸设备数据不经常改变时减小遥测数据传输速率以节省带宽。当戴上/呼吸时，在呼吸设备数据频繁改变时增大遥测数据传输速率以提高数据更新。

可以控制系统部件和功能性以将性能最优化和/或将电力使用最优化。下面阐述可根据调节器状态确定(例如，在摘下与戴上/呼吸之间)变化的电力使用场景、功能性或状况的许多代表性示例(其并不意在包括所有)。在摘下调节器状态中，可以使部件(包括传感器、指示灯、显示器、通信部件、数据传输部件等)处于低电力或关闭状态(其中，例如，降低或禁用亮度、采样频率、带宽等)。如上所述，当调节器400被确定为摘下时，例如可以将平视显示器模式设置为关闭，并且可以仅在某种用户交互之后可见，以节省电力。当调节器状态被确定为戴上/呼吸时，可以将平视显示器模式设置为点亮并且间歇性或持续地减少用户交互并提高对呼吸设备状态信息的访问。当摘下时，可以降低在用户交互(抬起或按钮按下)之后的图形显示器照明时间以节省电力。当调节器状态被确定为戴上/呼吸时，可以将图形显示器照明时间设置为减小对多个交互的需要。当调节器状态被确定为摘下时，可以例如减小状态灯(或巴迪灯)数量、照明频率和/或亮度以节省电力。当戴上/呼吸时，可以增大状态灯数量、照明频率和/或亮度，以将视力范围最大化。如上所述，当调节器状态被确定为摘下时，可以在呼吸设备数据不经常改变时减小遥测数据传输速率以节省电力。当调节器状态被确定为戴上/呼吸时，可以在呼吸设备数据频繁改变时增大遥测数据传输速率以提高数据更新。当调节器状态被确定为摘下时，系统传感器可以被禁用，进入低电力状态，和/或被控制来减小唤醒间隔(例如，针对不重要的传感器)以节省电力。当调节器状态被确定为戴上/呼吸时，可以以适当水平启用系统传感器以将呼吸设备功能性最优化。

系统监控

除了基于调节器状态的呼吸设备控制，具有电子系统的呼吸设备设计还可以包括用于监控呼吸设备性能(或操作状态/状况)的传感器。例如，基于诸如传感器620之类的呼吸传感器来确定调节器400和其他呼吸设备部件是否在适当地或正常地操作会是有利的。因此，可以定义一个或多个阈值以确定操作状态或状况是否处于正常操作状态/范围内或者操作状态是否不正常、不规律或功能失常。该信息例如可以用于告知呼吸设备用户和/或远程监视器以启动达至安全环境气压的出口。该信息可以记录在数据日志中以用于在使用后进行分析并且警告服务技术员调节器400需要维修或替换。

一般来说，传感器620将在呼吸期间提供规律和可预测(例如，近似方波)的响应。当调节器传感器数据变化以不一致或未识别的方式波动时，调节器状态可以被确定为“戴上并且不稳定”。如果阀门正在输送过量的空气，将会出现传感器620的输出或响应中的过冲或尖峰。压力调节器400中的摩擦或粘着事件例如会使得传感器620的输出或响应中的变化延迟，于是会导致输出或响应中的过冲或尖峰。传感器620的响应或输出例如可以与存储的、期望的或预定的响应比较，并且可以预定一个或多个阈值以预测或确定调节器的不稳定性或故障。呼吸设备5可以激活视觉和/或听觉指示器以指示所确定的不稳定调节器状态。视觉和/或听觉指示器可以旨在用于用户和/或用于附近的队员。呼吸设备5还可以记录数据日志事件以记下调节器状态和/或可以将调节器状态数据传输至远程监视器(例如，经由遥测技术)。如果性能相关问题被指出，则可以激活呼吸设备性能报警。可以将呼吸设备性能报警发送至远程监控装置(例如，经由遥测技术)，并且可以记录在数据日志中以在使用之后进行分析。

呼吸数据还可以用于监控呼吸设备5的在压力罐490与面罩10之间(且包含压力罐490和面罩10)的呼吸气流路径中的所有部件。压力测量结果通常用于监控呼吸设备性能。如上所述，可以使用压力变换器来测量呼吸设备5的罐490的压力衰变率，以在用于呼吸中和在呼吸使用期间指出潜在泄漏状况。在使用之前进行测量的一个示例中，罐或气缸阀门492可以在用于呼吸之前被开启以将呼吸设备5增压，并激活电子压力测量系统。随后可以关闭气缸阀门492。电子压力测量系统在预定时间上测量关闭的呼吸设备的压力衰变率。压力衰变率可以与预定阈值比较。如果压力衰变率超过允许的阈值，则警告用户。类似地，在使用之前，可以将压力变换器与呼吸设备调节器配合以测量面罩的压力衰变率，以指出面罩泄漏状况。在使用期间进行测量的一个示例中，电子压力测量系统可以测量呼吸设备在使用时的压力衰变率。将压力衰变率与基于在呼吸时的最大期望压力衰变率的预定阈值进行比较。如果压力衰变率超过允许的阈值，则可以警告呼吸设备用户，指出呼吸设备正经历严重的空气损失。如本领域中已知的那样，可以容易地根据罐490中随时间的压力下降来计算所使用的呼吸气体的体积。

如上文所讨论的，可以使用传感器620和流量数据来测量或确定呼吸体积。在这一点上，传感器620检测与呼吸有关的运动，并且DBPA或其他算法、例程或方法学(其在本文中是指一系列预定动作)如上所述分析传感器数据以检测调节器阀门开口距离。调节器阀门开口距离、时间、和调节器阀门流量查找表、或者针对调节器400建立的一个或多个公式例如可以用于计算呼吸体积。可以例如应用一个或多个滤波器来使数据平滑。呼吸设备5例如可以显示呼吸体积、数据日志呼吸体积和/或将呼吸体积传输至远程监视器(例如，经由遥测技术)。可以附加地或替代地根据调节器400内的压力测量结果和/或流量测量结果来确定呼吸体积。

根据传感器620和/或调节器400的其他传感器确定的呼吸体积数据还可以与根据压力衰变率数据和气缸体积信息确定的所用气体体积进行比较，以指出由调节器400消耗的空气/呼吸气体的体积与从气缸490耗尽的空气/呼吸气体的体积之间的差。这种体积的差表示了呼吸设备5中(例如，在系统的中压或高压部件中)的泄漏。呼吸速率数据例如还可以用于改进基于压力衰变率的剩余服务时间计算。

呼吸系统的呼吸速率和/或呼吸体积检测以及用户生理监控

当前具有电子压力测量系统的呼吸设备设计可以提供如上所述对呼吸设备气缸的压力进行测量的能力。可以将压力测量信息显示给用户并且可以发送至远程监控装置(例如，经由遥测技术)。呼吸设备佩戴者和/或远程监视器可以使用该信息以作出与如上所述的所解释的呼吸设备剩余服务时间以及操作需要有关的决定。还可以将压力测量信息记录在数据日志中以用于在使用之后进行分析。

当前具有电子压力测量系统的呼吸设备设计还可以提供对呼吸设备气缸的压力衰变率进行测量的能力。压力衰变率测量结果可以用于预测呼吸设备气缸的达至排空或达至预定低压极限的剩余服务时间。可以将剩余服务时间信息显示给用户/佩戴者，并且可以发送至远程监控装置(例如经由遥测技术)。附加地，剩余服务寿命信息可以用于在预定义极限时致动警告。呼吸设备用户和/或远程监视器可以使用该信息来作出与呼吸设备的被预测的(相对于所解释的)剩余服务时间以及操作需要有关的信息更充足的决定。

尽管电子压力测量结果可以提供与呼吸设备压力、压力衰变率和剩余服务时间有关的有用信息，但该信息仅提供极少的(如果有的话)对呼吸设备用户的生理状况的了解。呼吸设备用户通常经受与他们的工作环境、他们执行的活动、和它们佩戴的个人防护装备有关的重大身体压力和精神压力。监测呼吸设备用户的生命体征以例如指出、预测和防止医疗问题将会是有利的。生命体征例如包括体温、脉搏率、呼吸速率和呼吸体积。由于必须将测量装备维持与用户直接的或几乎直接的接触，对于佩戴个人防护装备的个体来说体温和脉搏率通常难以测量。可以经由诸如传感器620之类对由于用户的呼吸而位移的一个或多个调节器部件的位置、运动、速度或接近度进行测量的传感器来为呼吸设备的用户测量呼吸速率和/或呼吸体积。还可以根据诸如流量传感器或压力传感器之类在压力调节器400内或与压力调节器400操作性连接的其他传感器来确定呼吸速率和/或呼吸体积。

呼吸设备用户和/或远程监视器测量和监控呼吸设备用户的呼吸速率(或呼吸频率)和/或呼吸体积会是有利的。该信息例如可以用于访问呼吸设备用户的当前呼吸状况和对应的生理状况。该信息还可以用于预测未来的呼吸和生理状况。向呼吸设备用户和/或远程监视器警告与所测量的呼吸/呼吸速率和/或其中的变化有关的用户状态信息也会是有利的。例如，可以建立一个或多个预定呼吸速率和/或呼吸体积极限或阈值。这种极限或阈值例如可以对应于高呼吸速率极限(与换气过度相关)和低呼吸速率极限(与换气不足相关)。如果通过达到阈值或极限来激活呼吸速率报警，则例如向呼吸设备用户提供指导(例如，有节奏的呼吸)以实现正常呼吸速率和降低肺部应力会是有利的。例如，在必要时向附近和远处的队员告知呼吸速率报警已被激活以准备/使得那些队员能够提供干预也会是有利的。此外，向呼吸设备用户发送出口通知以使得用户可以立即返回至安全环境以便康复会是有利的。例如，可以监控和分析来自彼此接近的多个呼吸设备用户的呼吸速率和/或体积数据，以确定或预测环境胁迫因子。

可以独立地使用诸如传感器620之类对由于用户的呼吸而位移的一个或多个调节器部件的位置、运动或接近度进行测量的传感器来测量呼吸速率和/或呼吸体积。在这一点上，例如，可以单独基于传感器620或结合来自诸如压力传感器或流速传感器(例如见图5和图6)之类的其他传感器的数据来确定呼吸速率和/或体积。在这一点上，还可以使用来自传感器620的调节器流速和位移信息来测量呼吸体积。同样，类似于与罐490操作性连接的高压变换器，该传感器可以用于测量呼吸体积。在这里的许多实施例中，呼吸速率和呼吸体积测量结果可以例如用于监控呼吸设备用户的生理状况，以及例如用于在接近或超过预定呼吸速率阈值时激活呼吸速率报警、呼吸速率指导、和出口通知。呼吸速率测量结果还可以记录在数据日志中以在使用之后进行分析。

在检测呼吸速率时，用户将增压调节器400连接至如上所述的面罩10。用户可以深吸气以激活调节器400，随后开始正常呼吸。调节器传感器620检测运动并开始或与如上所述的动态呼吸概况分析或DBPA算法通信。该算法分析传感器数据以检测吸气和呼气事件。该算法还可以例如连续地测量呼吸速率(吸气频率)和/或呼吸体积(例如，在预定时间段上的潮气量或呼吸体积)。呼吸速率例如可以被定义为每单位时间(例如，每分钟)呼吸的次数或由传感器620测量的表示每单位时间吸气和呼吸的移动次数。可以应用一个或多个滤波器来平滑数据。呼吸设备或系统5可以激活视觉和/或听觉指示器以指示呼吸。可以对用户和/或附近队员提供一个或多个视觉和/或听觉指示器。呼吸设备5可以记录数据或记录事件来记下呼吸的开始。呼吸设备5还可以将呼吸数据/状态传输至远程监视器(例如，经由遥测技术)。

测量的或确定的呼吸速率例如可以与所存储的数据(例如，存储在查找表中)比较，以指出呼吸速率范围。所存储的数据可以多个用户通用的或者对特定用户专用的。呼吸速率范围例如可以包括低、正常、警戒和高呼吸速率范围以及其他范围。在代表性和非限制性示例中，在每分钟5次呼吸以下的呼吸速率可以对应于“低”报警，在每分钟5次呼吸以上且15次呼吸以下的呼吸速率可以对应于“低”警戒指示，在每分钟15至30次呼吸的范围中的呼吸速率可以对应于正常指示，在每分钟30次以上且50次呼吸以下的呼吸可以对应于“高”警戒指示，并且在每分钟50次呼吸以上的呼吸速率可以对应于“高”报警。低范围可以对应于换气不足。高范围可以对应于换气过度。还可以例如分析呼吸速率(和/或呼吸体积)以用于改变的方向性和速率。

呼吸设备5例如可以基于所测量的呼吸速率和/或趋势(与预定阈值有关)激活视觉和/或听觉报警。再次说明，视觉和/或听觉指示器可以旨在用于用户和/或用于附近的队员。与呼吸速率和/或相关报警有关的数据可以是所记录的数据。呼吸设备5还可以将呼吸速率和/或相关报警传输至远程监视器(例如，经由遥测技术)。呼吸设备5还可以从远程监视器(例如，经由遥测技术)接收出口告知。

例如，如果激活了呼吸速率和/或体积报警，则呼吸设备5可以激活视觉和/或听觉指导，其可以被设计为使用户退回或退至期望/正常呼吸速率范围。视觉指导例如可以包括平视显示器471上的有节奏的或闪烁的光和/或其他图形。视觉指导还可以包括控制模块显示器930上的有节奏的或闪烁的光和/或其他图形。听觉指导例如可以包括来自扬声器模块的有节奏的蜂鸣声和/或上升和下降的音调。听觉指导还可以包括来自电源模块的有节奏的蜂鸣声和/或上升和下降的音调。

例如，可以结合在确定其用户的生理状态时所确定的呼吸速率和/或呼吸体积来分析来自呼吸设备5的其他数据。例如，确定调节器状态为戴上并且净化机构被激活(或重复激活)可以指示用户经由规律呼吸没有从调节器400获得足够的流量(和/或调节器400损坏)。该确定例如可以表示过劳的生理状况。净化机构484的连续或恒定激活可以指示用户已昏迷并且对象与净化机构484接触。此外，确定旁路阀480(其建立膜片402下方的压力并导致位移)的调节器状态为激活可以指示用户经由调节器480没有从规律的呼吸接收到足够的氧气。例如，这可以表示费力或阀门问题/故障。此外，自由流动状态(调节器400的传感器620的反常输出)可以表示面罩10的去除或其密封的泄漏，其可能与掉落事故的装备故障有关。此外，在监控用户的生理状态时，可以结合所确定的呼吸速率和/或呼吸体积使用来自其他传感器的数据，其他传感器设计为测量与用户的生理状态相关的参数，比如来自PASS 910的运动感测和/或用户身体姿势(例如，通过一个或多个加速度计确定——例如，竖直、水平、爬行(crawling)等)。

环境状况可以进一步说明这里的呼吸设备的用户的生理状况。例如，诸如温度传感器、环境光强度传感器等的环境状况传感器可以进一步提供确定在用户呼吸速率和/或体积是否在正常范围内的方面的信息。

在许多实施例中，这里的系统包括对呼吸阶段或呼吸状态、呼吸速率和/或呼吸体积进行测量的一个或多个调节器传感器。传感器例如可以测量根据调节器状态/呼吸进行位移的一个或多个调节器部件的位置、运动或接近度。与基于例如开关和/或声音检测的传感器相比，这种运动传感器提供例如在确定呼吸速率和/或呼吸体积方面提高的准确度。传感器例如可以独立地用于监控调节器状态和调节器性能。传感器例如可以独立地或与其他传感器结合地用于监控呼吸设备性能。调节器状态信息可以用于改变操作模式和用户接口、语音通信功能和连接、以及电力使用，从而增强呼吸设备安全性、性能和效率。此外，调节器状态信息可以用于监控和记录特定调节器使用模式(包括旁路和净化)，以改进呼吸事件知识和改进剩余服务时间计算。调节器性能信息还可以用于指出需要维修或替换的调节器。

前文的描述和附图阐述了实施例。在不脱离这里由所附权利要求而非前文描述指示的范围的情况下，根据前文的教导，显然各种修改、添加和替代设计对于本领域技术人员将会是明显的。落入权利要求的等同物的含义和范围之内的所有修改和变化将涵盖于其范围之内。

Claims (27)

1.一种呼吸系统，包括：

面罩，

将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括传感器系统，所述传感器系统包括对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器，

处理器系统，其与所述至少一个传感器操作性连接，

存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，

至少一种算法，其存储在所述存储器系统中并且能由所述处理器系统执行，所述至少一种算法被配置为根据来自所述至少一个传感器的数据来确定呼吸速率和呼吸体积中的至少一个，所述算法还被配置为将所述呼吸速率和所述呼吸体积中的至少一个与用户的生理状态关联。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个传感器检测所述调节器的响应于用户的呼吸而移动的部件的运动。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述算法包括所存储的与用户的预定生理状态相关的呼吸速率的范围。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述算法包括所存储的至少与呼吸速率的低范围、呼吸速率的正常范围、和呼吸速率的高范围相关的呼吸速率的范围。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述算法被配置为在确定用户的呼吸速率处于预定范围之内时向用户提供指导。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述指导包括报警、使得能够返回至正常呼吸速率的指令、或离开区域的指令。

7.根据权利要求2所述的系统，还包括数据通信系统，其用于将与所述呼吸速率和所述呼吸体积中的至少一个有关的数据传输至远程监控系统。

8.根据权利要求2所述的系统，还包括用于确定用户的运动的系统和用于确定用户的身体姿势的系统中的至少一个，并且其中，在确定用户的生理状态时，来自所述用于确定用户的运动的系统和用于确定用户的身体姿势的系统中的至少一个的数据与呼吸速率和呼吸体积中的至少一个相结合地使用。

9.根据权利要求2所述的系统，还包括用于测量所述系统周围的环境状况的至少一个传感器，其中，在确定用户的生理状态时，来自用于测量环境状况的所述至少一个传感器的数据与呼吸速率和呼吸体积中的至少一个相结合地使用。

10.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一种算法被配置为确定所述呼吸速率并且将所述呼吸速率与用户的生理状态关联。

11.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一种算法被配置为确定所述呼吸速率和所述呼吸体积中的每一个，并且还被配置为将所述呼吸速率和所述呼吸体积与用户的生理状态关联。

12.一种操作呼吸系统的方法，所述系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括具有对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；与所述至少一个传感器操作性连接的处理器系统；以及与所述处理器系统操作性连接的存储器系统，所述方法包括：根据来自所述至少一个传感器的数据来确定呼吸速率和呼吸体积中的至少一个，以及将所述呼吸速率和所述呼吸体积中的至少一个与用户的生理状态关联。

13.一种呼吸系统，包括：

面罩，

将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括传感器系统，所述传感器系统包括对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器，

处理器系统，其与所述至少一个传感器操作性连接，

存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，以及

至少一种算法，其存储在所述存储器系统中并且能由所述处理器系统执行，所述至少一种算法被配置为至少部分地基于来自所述至少一个传感器的数据来确定所述呼吸系统的至少一个部件的操作状态。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述至少一个传感器检测所述调节器的响应于用户的呼吸而移动的部件的运动。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述算法被配置为确定所述呼吸系统的在流动路径中的至少一个部件的状态，所述流动路径包括与所述调节器流体连接的呼吸气体的罐、所述调节器和所述面罩。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述算法被配置为确定所述调节器的状态。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述算法被配置为通过将所述至少一个传感器的输出与保存在所述存储器系统中的预定输出进行比较来确定所述调节器的操作状态。

18.根据权利要求15所述的系统，还包括与所述罐流体连接的压力变换器或流量传感器，其中所述算法被配置为：将根据所述压力变换器的输出和所述流量传感器的输出中的至少一个而确定的、在一个时间段上从所述罐使用的呼吸气体的体积与根据所述至少一个传感器的输出而确定的、在所述时间段上的呼吸体积进行比较。

19.根据权利要求18所述的系统，其中在所述时间段上确定的呼吸气体的体积与在所述时间段上的呼吸体积之间的差被用于确定所述呼吸系统的在所述流动路径中的所述至少一个部件中的泄漏。

20.一种监控呼吸系统的方法，所述呼吸系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括具有对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器的传感器系统；处理器系统，其与所述至少一个传感器操作性连接；以及存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，所述方法包括：至少部分地基于来自所述至少一个传感器的输出来确定所述呼吸系统的至少一个部件的操作状态。

21.一种呼吸系统，包括：

面罩，

将呼吸气体输送至所述面罩的调节器，所述调节器包括传感器系统，所述传感器系统包括对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器，

处理器系统，其与所述传感器系统操作性连接，

存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，以及

算法，其存储在所述存储器系统中并且能由所述处理器系统执行，所述算法被配置为基于至少部分地根据所述至少一个传感器的输出而确定的所述调节器的操作状态来控制所述呼吸系统的除了用于语音传输的部件以外的一个或多个部件，所述操作状态至少包括摘下状态以及戴上且呼吸状态。

22.根据权利要求21所述的系统，其中所述至少一个传感器检测所述调节器的响应于用户的呼吸而移动的部件的运动。

23.根据权利要求22所述的系统，其中所述调节器包括旁路阀和净化机构，并且所确定的操作状态还包括戴上且旁路阀开启状态、戴上且净化机构激活状态、戴上且自由流动状态、以及戴上且不稳定状态。

24.根据权利要求21所述的系统，其中所述调节器包括阀门组件，所述阀门组件包括用于连接至呼吸气体的源的入口、用于连接至面罩以将呼吸气体提供至用户的出口、用于控制所述入口与所述出口之间的呼吸气体流的致动机构、以及与所述致动机构操作性连接的柔性弹性膜片，所述膜片在其第一侧上与周围环境流体连接，并且在其第二侧上与所述面罩的内部流体连接，所述传感器系统包括接近度传感器、与所述致动机构的移动部件或所述调节器的膜片操作性连接的位置传感器或运动传感器、在所述膜片的第二侧上与所述调节器的体积流体连接的压力传感器、或者在所述膜片的第二侧上与所述调节器的体积流体连接的流量传感器。

25.根据权利要求22所述的系统，其中在确定了摘下状态时控制所述一个或多个部件以节省电力。

26.根据权利要求22所述的系统，其中所述算法还被配置为根据所述传感器系统来确定呼吸速率或呼吸体积中的至少一个并且基于所述呼吸速率和呼吸体积中的至少一个来确定所述系统的用户的生理状态。

27.一种控制呼吸系统的一个或多个部件的方法，所述呼吸系统包括：面罩；将呼吸气体输送至所述面罩的接口的调节器，所述调节器包括传感器系统，所述传感器系统包括对用户的呼吸进行响应的至少一个传感器；处理器系统，其与所述传感器系统操作性连接；以及存储器系统，其与所述处理器系统操作性连接，所述方法包括：基于至少部分地根据所述传感器系统的输出而确定的所述调节器的所确定的状态来控制所述呼吸系统的所述一个或多个部件，所确定的状态至少包括摘下状态以及戴上且呼吸状态。