CN113164705A - 呼吸设备用线热管 - Google Patents

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Abstract

一种与输送加压可呼吸空气供应的设备一起使用的空气输送导管包括管、第一线、第二线、第一箍带和第二箍带。第一线至少部分地在管的第一端与第二端之间延伸。第一线具有第一直径。第二线至少部分地在第一端与第二端之间延伸。第二线具有不同于第一直径的第二直径。第一箍带联接到管的第一端。第二箍带联接到管的第二端并且包括连接到第一线的热敏电阻器和从该第二箍带的内表面伸入加压可呼吸空气供应的流动路径中的固定件。热敏电阻器被封闭在固定件内。

Description

呼吸设备用线热管
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月15日提交的美国临时专利申请No.62/745,799的权益，其通过引用整体并入本文。
本申请并入了2014年1月31日提交的US 9,572,949和2009年8月28日提交的US 9,903,371(本文所附)的教导内容，如同在本文中完整阐述一样。
技术领域
本技术涉及用于呼吸设备的加热空气输送导管，包括例如侵入性和非侵入性通气，持续气道正压通气(CPAP通气)，用于睡眠呼吸障碍(SDB)状况(诸如阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA))、各种其他呼吸障碍和疾病的双水平疗法和治疗。
背景技术
呼吸设备通常具有改变可呼吸气体的湿度的能力，以便减少患者气道的干燥以及随之发生的患者不适和相关并发症。使用放置在气流发生器和患者面罩之间的加湿器产生使鼻粘膜的干燥最小化并增加患者气道舒适性的加湿气体。此外，在较冷的气候中，通常施加到面罩中和面罩周围的面部区域的暖空气比冷空气更舒适，暖空气可能由于泄漏而无意中发生。
被加湿的空气可以在其沿着从加湿器到患者的导管的路径上冷却，导致在导管的内部形成“雨出”或冷凝的现象。为了克服这个问题，已知的是，通过结合到加热丝管壁中的加热丝回路来额外加热供给患者的气体。
发明内容
根据一个方面，一种空气输送导管包括管、管中的第一线和第二线，以及连接到第一线的热敏电阻器。第一线包括第一直径并且第二线包括不同于第一直径的第二直径。
在一些方面，第三线设置在管中并且包括与第一直径不同的第三直径。
在一些方面，第四线设置在管中并且包括与第一直径相同的第四直径。
根据一个方面，一种用于加热导管的控制系统包括感测电路，该感测电路被配置成指示定位在该加热导管中的感测器的温度。感测电路包括具有第一直径的第一线和具有不同于第一直径的第二直径的第二线。
根据一个方面，一种用于加热导管的感测电路包括感测线和耦合到用于加热导管的加热电路的加热线。感测电路还包括温度感测器，该温度感测器联接到感测线上并且被配置成用于测量加热导管的温度。感测线具有第一直径并且加热线具有不同于第一直径的第二直径。
在一些方面，第二加热线联接到加热回路并且包括不同于第一直径的第三直径。
根据一个方面，一种与向患者输送加压可呼吸空气的供应的设备一起使用的空气输送导管包括管、第一线、第二线、第一箍带第二箍带。管具有第一端和第二端。第一线至少部分地在第一端与第二端之间延伸。第一线具有第一直径。第二线至少部分地在第一末端与第二末端之间延伸。第二线具有不同于第一直径的第二直径。第一箍带联接到管的第一端上并且包括电连接器，电连接器连接到第一线和第二线上以提供与设备的电连接。第二箍带联接到管的第二端上。第二箍带包括连接至第一线的热敏电阻器，以及从第二箍带的内表面伸入流过第二箍带的加压可呼吸空气供应的流动路径中的固定件。热敏电阻器被封闭在固定件内。
在一些方面，管具有螺旋肋，并且所述第一线和所述第二线定位在所述螺旋肋内。
在一些方面，电连接器包括与第一线对应的第一端子和与第二线对应的第二端子。第一端子和第二端子被配置成用于接收设备的触点。
在一些方面，所述第二箍带进一步包括第一端部和第二端部，所述第一端部的内表面固定到所述管的外表面上，所述第二端部包括弹性体材料以摩擦接合管状连接器的外表面。
在一些方面，第一线和第二线彼此电连接。
在一些方面，第二线是加热线并且由低欧姆值电阻制成以将热施加到管。
在一些方面，第三线至少部分地在第一端和第二端之间延伸。第三线具有不同于所述第一直径的第三直径。
在一些方面，第三线是加热线并且由低欧姆值电阻制成以将热施加到管。
在一些方面，第三线电连接到第二线。
在一些方面，第三线电连接到第一线。
在一些方面，第三线接地。
在一些方面，第一线监测靠近第二箍带的空气的温度，并检测由第二线和第三线形成的桥之间的任何不平衡。
在一些方面，第三直径等于第二直径。
在一些方面，第四线至少部分地在第一端和第二端之间延伸。第四线具有不同于第二直径的第四直径。
在一些方面，第四线是感测线并且电连接到热敏电阻器和第一线。
在一些方面，第四线包括在不同于第一线的电路中。
在一些方面，第四线接地。
在一些方面，第四直径等于第一直径。
在一些方面，第二直径大于第一直径。
在一些方面，第一直径相当于29美国线规(AWG)的规格。
在一些方面，第二直径等于31AWG的规格。
在一些方面，管、第一线和第二线是柔性的，并且第一直径与第二直径相比增加了管的整体柔性。
根据一个方面，一种与向患者输送加压可呼吸空气的供应的设备一起使用的空气输送导管包括管、第一线、第二线、第三线、第一箍带和第二箍带。管具有第一端和第二端。第一线至少部分地在第一端与第二端之间延伸。第一线具有第一直径。第二线至少部分地在第一末端与第二末端之间延伸。第二线具有不同于第一直径的第二直径。第三线至少部分地在第一末端与第二末端之间延伸。第三线具有不同于第一直径的第三直径。第一箍带联接到管的第一端上并且包括电连接器，电连接器连接到第一线和第二线上以提供与设备的电连接。第二箍带联接到管的第二端并且包括连接到第一线的热敏电阻器。
在一些方面，固定件从第二箍带的内表面突出到流过第二箍带的加压可呼吸空气源的流动路径中。热敏电阻器被封闭在固定件内。
在一些方面，所述管具有螺旋肋，所述第一线、所述第二线和所述第三线定位在所述螺旋肋内。
在一些方面，电连接器包括与第一线对应的第一端子、与第二线对应的第二端子、以及与第三线对应的第三端子。第一端子、第二端子和第三端子被配置为接收装置的触点。
在一些方面，第一线、第二线和第三线彼此电连接。
在一些方面，第二线和第三线是加热线并且由低欧姆值电阻制成以将热施加到管。
在一些方面，第三线接地。
在一些方面，第一线监测靠近第二箍带的空气的温度，并检测由第二线和第三线形成的桥之间的任何不平衡。
在一些方面，第三直径等于第二直径。
在一些方面，第一直径相当于29美国线规(AWG)的规格。
在一些方面，第二直径等于31AWG的规格。
根据一个方面，一种与向患者输送加压可呼吸空气的供应的设备一起使用的空气输送导管包括管、第一线、第二线、第三线、第四线、热敏电阻器和固定件。管具有第一端和第二端。第一线至少部分地在第一端与第二端之间延伸。第一线具有第一直径。第二线至少部分地在第一末端与第二末端之间延伸。第二线具有不同于第一直径的第二直径。第三线至少部分地在第一末端与第二末端之间延伸。第三线具有不同于第一直径的第三直径。第四线至少部分地在第一端与第二端之间延伸。第四线具有不同于第二直径的第四直径。热敏电阻器连接至第一线。固定件从管的内表面突出到流过管的加压可呼吸空气供应的流动路径中。热敏电阻器被封闭在固定件内。
在一些方面，箍带联接到第二端。箍带包括内表面，固定件从箍带突出。
在一些方面，第一线和第四线形成感测电路，并且第二线和第三线形成不同于感测电路的加热电路。
在一些方面，第三线和第四线接地。
在一些方面，第一直径等于第四直径。
在一些方面，第二直径等于第三直径。
在一些方面，第一直径相当于29美国线规(AWG)的规格。
在一些方面，第二直径等于31AWG的规格。
附图说明
将参考附图描述示例实施方案，其中：
图1示意性地描绘了根据示例实施方案的PAP系统；
图2示意性地描绘了根据另一示例实施方案的PAP系统；
图3示意性地描绘了根据另一示例实施方案的PAP系统；
图4示意性地描绘了根据示例实施方案的包括气流发生器和加湿器的PAP系统；
图5-7示意性地描绘了图4的加湿器；
图8示意性地描绘了根据示例实施方案的加热管；
图9-13示意性地描绘了图8的管在被配置成用于连接到加湿器上的管的一端处的连接器或箍带；
图14示意性地描绘了连接到图5-7的加湿器的图9-13的管的端部。
图15示意性地描绘了连接到患者接口的图8的管的端部；
图16以及图17示意性地描绘了被配置成连接到患者接口的图8的管的端部的连接器或箍带；
图18示意性地描绘了用于图8的热管的布线配置；
图19示意性地描绘了用于控制热管的算法的示例实施方案；
图20示意性地描绘了用于热管的替代布线配置；
图21示意性地描绘了用于热管的另一种替代布线配置；并且
图22示意性地描绘了根据另一个示例实施方案的电路，该电路感测患者接口处的温度并且提供主动过温保护。
具体实施方式
PAP系统
如在图1中示意性示出的，气道正压(PAP)系统，例如持续气道正压(CPAP)系统，通常包括PAP设备(或PAP系统或呼吸设备)10、空气输送导管20(也称为管或管道)、以及患者接口50。在使用中，PAP设备10产生经由空气输送导管20输送给患者的加压空气供应，空气输送导管包括联接到PAP设备10的出口的一端和联接到患者接口50的入口的相对端。患者接口舒适地接合患者的面部并且提供密封。患者接口或面罩可以具有本领域已知的任何合适的构型，例如，全脸面罩、鼻罩、口鼻罩、口罩、鼻叉等。而且，头套可用于舒适地将患者接口支撑在患者面部上的期望位置。
在实施方案中，加湿器可以并入或集成到PAP设备中，或者以其他方式设置在PAP设备的下游。在这样的实施方案中，如图2示意性示出的，空气输送导管20可以设置在患者接口50和加湿器15的出口之间。
应当理解，空气输送导管可以以其它合适的方式沿空气输送路径设置。例如，如图3中示意性示出的，加湿器15可以是与PAP设备10分离的部件，使得空气输送导管20(1)放置在PAP设备10和加湿器15之间，而另一空气输送导管20(2)放置在加湿器15和患者接口50之间。
通常，使用加热的加湿器为空气提供足够的湿度和温度，使得患者舒适。在这样的实施方案中，空气输送导管可以被加热以加热气体并防止在气体供应给患者时在导管内部形成“降雨”或凝结。在这种布置中，空气输送导管可以包括与加热相关联的一个或多个线或感测器。
如下所述，空气输送导管的每个端部包括配置成将管附接到患者接口、PAP装置和/或加湿器的箍带。非热管的箍带和热管箍带是不同的，例如热管箍带容纳与加热相关联的感测器或电子器件/布线。
虽然箍带被描述为被实施在上述类型的CPAP系统中，但是它可以被实施在用于输送气体或液体的其他管道布置中。即，CPAP系统仅仅是示例性的，并且本发明的各方面可以结合到其他合适的布置中。
参考附图4-7中，根据示例实施方案的PAP系统10包括气流发生器或鼓风机12和加湿器15。气流发生器12配置成产生具有例如约2-30cm H2O的压力的可呼吸气体流。气流发生器包括用于接通和关断PAP系统的电源按钮2。提供显示器4以向用户或操作者显示交互式菜单和关于PAP系统的操作的信息。用户或操作者可以通过输入6选择菜单和/或信息，输入例如可以是按钮或键。按钮拨盘8还可以允许用户或操作者选择信息和/或菜单。输入6和按钮拨盘8可以一起用于选择信息和/或菜单。例如，可以按下输入6中的一个或两个，并且可以旋转转盘8以在显示器4上显示期望的信息或菜单，然后可以按下转盘8以选择要显示的特定信息或PAP系统的特定操作模式。
加湿器15包括加湿器室16和盖18，盖可以在打开位置与关闭位置之间枢转。水室或桶14设置在加湿器室16中，并在盖18处于关闭位置时由盖18覆盖。密封件19设置在盖18上。盖18包括窗口30以允许视觉检查加湿器桶14的内容物。密封件19包括对应于盖18的窗口30的位置的孔口31。在盖18的关闭位置中，密封件19接触桶14以确保桶14的底部与设置在加湿器室16的底部中的加热板(未示出)之间的良好热接触，如例如WO 2010/031126 A1中所公开的。桶14包括基部或底部，该基部或底部将热量从加热板传导至设置在桶14中的供水。这种管公开在WO 2010/031126 A1中。
如图4和5所示，加湿器15通过连接器或闩锁24可连接到气流发生器12。闩锁24可以是例如弹簧偏置闩锁，该弹簧偏置闩锁与气流发生器12中的对应凹陷(未示出)相接合。提供电连接器26以将气流发生器12电连接到加湿器桶14。可以从气流发生器12向加湿器桶14提供电能，但是应当理解，加湿器可以具有其自身的电源。还可以通过电连接器26从气流发生器12向加湿器桶14提供控制信号。
如图4所示，桶14包括桶盖(或顶部)86，桶盖配置成沿桶盖86中的通道90引导由气流发生器12产生的可呼吸气流并通过通道90的出口92进入桶14。加湿器室16包括空气入口22，空气入口被配置成用于在加湿器15通过这些闩锁24连接到气流发生器12上时接收由气流发生器12产生的可呼吸气流。入口22引导流体进入加湿器桶14的桶盖86中的通道90。气流被通道90引导至出口92，进入加湿器桶14。桶14包括用于可呼吸气体的加湿流的出口88。管连接器70(图7)设置在加湿器15的后部，与出口88连通。应当理解，管连接器70可以设置在加湿器15的一侧或前方。管连接器70被配置成用于将软管、管或导管连接至管，该管被配置成将加湿流输送至患者接口，例如面罩，如在此更详细描述的。
应当理解，加湿器15可以包括其自身的控制系统或控制器，例如设置在印刷电路板(PCB)上的微处理器。PCB可以位于加湿器室16的壁中，并且可以包括灯，例如LED，以照亮桶14的内容物，从而允许目视检查水位。还应当理解，气流发生器12包括控制系统或控制器，当气流发生器12和加湿器15电连接时，该控制系统或控制器与加湿器15的控制器通信。还应当理解，气流发生器和/或加湿器可包括多个感测器，包括：环境湿度感测器，例如可配置成检测绝对环境湿度，并且可包括绝对湿度感测器；或检测环境温度的温度感测器；以及检测可根据其计算环境绝对湿度的相对湿度的相对湿度感测器。多个感测器还可包括：例如检测环境压力的环境压力感测器；检测由气流发生器产生的可呼吸气体流的流量感测器；和/或检测含有在加湿器15的桶14中的水的供应温度或加湿器15的加热板的温度的温度感测器。这种布置例如在美国专利申请公开2009/0223514A1示出。PAP系统10可以根据存储在气流发生器12和/或加湿器15的控制器中的各种控制算法来操作。这种控制算法公开在例如美国专利申请公开2009/02223514A1中示出。
加湿器15包括加湿器室16和枢转地连接到加湿器室16上的盖18。如图6所示，盖18包括铰接到设置在加湿器室16上的铰接部47的铰接部17。提供用于释放盖18的打开构件28，以允许盖枢转到图4和6所示的打开位置，如WO 2010/031126 A1中所述。
参见图7，加湿器包括管连接器70和管电连接器75。管连接器70和管电连接器75提供连接标准管和热管两者的能力。如图7所示，管电连接器75包括多个触点78。示出了三个触点78，尽管任何数量的触点78(例如，两个、四个、五个等)可以包括多个触点78。管电连接器75和触点78与管连接器70分开设置。具有相应电连接(例如端子)的热管可以与管电连接器75旋转卡扣配合地设置，如下面更详细地描述。这种类型的连接提供了连接的简易性并减小了PAP系统10的公差累积。当未热的管连接到管连接器70时，封盖132可连接到加湿器15的后壁上以覆盖管连接器75和触点78。封盖132可以由柔性橡胶或其他合适的柔性材料形成。可替代地，封盖132可以是单独的部件，该单独的部件没有附接到可以插在管电连接器75上的加湿器上。
热管/导管
图8示出了加热空气输送导管或管的实施例。热管320包括：柔性管325；第一连接器或箍带330(1)，其设置到管325的一端并且被配置和布置成用于接合加湿器15的管连接器70和管电连接器；以及第二箍带330(2)，其设置在管325的相对端并配置和布置成与患者接口50的入口(例如旋转弯管)接合，如图15所示。该热管320可以是例如美国专利申请公开2010/0116272A1。
管320被构造成沿着其长度的至少一部分传导热。例如，管325的螺旋肋328可以被构造成支撑三线504、506、508(图15和18)。另外，加热管320可以构造成支撑一个或多个感测装置，例如流量感测器和/或温度感测器等。在美国专利申请公开2008/0105257A1中公开了这种管的更多细节。
在所示实施例中，如下所述，箍带330(1)、330(2)彼此不同。然而，每个箍带提供用于将箍带连接，密封和固位到相应连接器(例如，22mm ISO锥形连接器)的结构。
箍带330(1)的开口包括沿着其内表面的径向唇形密封或密封唇331。如图13所示，径向密封唇331在其松弛的、未变形的形状中提供了小于管连接器70的外径的内径d1。例如，对于与标准22mm连接器一起使用，内径可以小于约22mm(例如，约19-21mm或更小)。在使用中，如在图14中最佳示出的，密封唇331被构造成在与管连接器70接合时弹性变形，以便提供抵靠管连接器70的外表面的气密密封。例如，密封唇331提供柔性突起，该柔性突起被构造为在切口335内从第一位置(图13)弹性偏转到第二位置(图14)。
如图所示，密封唇缘331朝向箍带开口向外渐缩以提供足够的导入，从而使箍带330(1)与管连接器70对准并接合。
从密封唇331轴向向内的内表面333提供了与管连接器70的外径基本上相同的内径，例如与标准22mm连接器一起使用的约22mm。箍带330(1)内的止挡表面或法兰面336提供止挡，以防止管连接器70进一步插入箍带330(1)。
图图9-14示出了构造用于附接到加湿器15的箍带330(1)。箍带330(1)包括电连接器60，该电连接器被配置成提供与加湿器15的电连接以用于操作提供至管320的加热线504、506、508(图15)。电连接器60包括端子62，端子被配置成当箍带330(1)连接到加湿器15的管连接器70上时接收加湿器15的管电连接器75的触点78。电连接器60为箍带330(1)提供固位功能。固位是通过旋转和锁定系统来使电连接器60的端子62与加湿器15的管式电连接器75的触点78对准。电连接器60提供跟部64，跟部被构造成旋转成与管式电连接器75接合，使得跟部64锁定到提供给加湿器15的管式电连接器75的凸轮或凹部中。当接合时，跟部64将箍带330(1)轴向锁定就位。为了释放，箍带330(1)旋转脱离与管式电连接器75的接合以脱离跟部64。如图13所示，密封件66从电连接器60的前部、后部、侧部和底部延伸，并密封加湿器15的管式电连接器75，以防止水溢出到电触点78和端子62上。
在所示实施方案中，端子62的数量等于触点78的数量(即，在所示实施例中有三个端子62)。在其它实施例中，端子62的数量可以改变以匹配触点78的数量(例如，端子62的数量可以是两个、四个、五个等)。在其它实施方案中，端子62的数量和触点78的数量可以不相等(例如，同触点78相比，端子62可以更多或更少)。
箍带330(1)可以包括沿着其相对侧并且沿着电连接器60的边缘的指握件340。箍带330(1)还可以包括标识带341(例如，橙色带)，以将管标识为热管。类似的标识带可以被提供给PAP系统10的用户接口，并被配置为当加热管工作时(例如，加热，热等)发出照明或其它信号。另外，标记和/或图像343可提供给箍带330(1)，以指示用于相对于加湿器15锁定和解锁箍带330(1)的方向。
参考附图15-18中，在热管320的相对端处的箍带330(2)被配置成用于附接到患者接口(例如面罩)50。箍带330(2)包括感测器45，感测器位于(例如，模制到)箍带的后部内。箍带330(2)包括弯曲的进入表面35、密封和固位卷边37、以及止挡表面39，以帮助将热管320连接到患者接口50。
感测器45被提供给箍带内的固定件46。在所示实施方案中，固定件46为翼形(例如，翼面形状)以在流速范围内优化对流传热，同时使噪声或压降最小化。然而，固定件46可以具有其他合适的形状和/或纹理。箍带330(2)可通过例如在预制块49上包覆成型或通过例如在美国专利申请公开2008/0105257A1中公开的任何方法形成，其通过引用整体并入本文。感测器45可以通过引线框架48连接到加热管320中的线504、506、508。由感测器45感测的温度可以作为信号从中线504通过引线框架48提供给位于加湿器15和/或PAP系统10中的控制器。
如图18所示，感测器45可以采用由负温度系数(NTC)材料形成的热敏电阻器410的形式。管电路402的三线504、506、508中的中间线504可以连接到热敏电阻器410并且向控制器提供温度感测信号。两个线506、508可在引线框架48处连接在一起以完成加热电路。第三线504提供到NTC热敏电阻器的连接，NTC热敏电阻器可以附接到加热电路的中点507。这两个加热线506、508可以是低欧姆值电阻以将热量施加到管壁并且因此施加到被输送到患者的空气。信号线504可以与位于热管320的患者接口端的热敏电阻器410配合。信号线504监测热管的患者接口端处的空气的温度，并且检测由两个加热器线506、508形成的桥之间的任何不平衡。该不平衡可以用于检测故障状况，例如高阻抗或开路以及低阻抗或短路。
图20是图18所示的三线管的可选实施方案的示意图。热管电路402a的三线如关于图18所描述地布置，但是中间线504a(线2，感测线)具有与两根外部线506a、508a(线1、3，加热线)不同的规格。例如，加热线506a、508a可以具有31AWG的规格，而感测线504a可以具有29AWG的规格，尽管可以使用任何规格的线。中间线504a连接到热敏电阻器410a上并且将温度感测信号提供给控制器。中间线504a还在中点507处连接到加热线506a、508a。
图21是具有四线材的热管电路402b的热管的一个实施方案的示意图。在该实施方案中，两个线506b、508b(线2、3)连接在一起以形成加热电路，并且两个线504b、510b(线1和4)连接在一起以形成不同于加热电路的感测电路。线1和线4 504b、510b可以具有与线2和线3 506b、508b不同的规格。例如，线2和线3 506b、508b(加热线)可以具有31AWG的规格，而线1和线4 504b、510b(感测线)可以具有29AWG的规格，尽管可以使用任何规格的线。线1和线4504b、510b通过向控制器提供温度感测信号的热敏电阻器410b连接。
这些热管实施方案使用不同规格的线(例如，如参考图20和21所描述的)可在临床实用性和可制造性方面提供若干益处。通过举例的方式，与类似构造的管相比，使用较薄规格的线增加了总体柔性并且减小了管的总体重量，但是这些管对于每个线使用相同的规格。柔性的增加和重量的减少对患者具有临床益处，因为它们在接受治疗时可以对舒适度产生影响。另外，当每个管中的金属体积减小时，使用较薄规格的线(其中电流承载要求减小)(例如仅感测线)降低了制造管的总成本。
热管控制
热管320可以用于输送温暖、潮湿的空气的舒适性并且使管道中的凝结最小化。参见图19，示出了用于控制热管的算法。算法在S300处开始并且确定由S302中的热管(例如热敏电阻器410)中的温度感测器感测的温度。算法进行到S306并确定感测的温度是否在预定范围之外。如果热管的温度不在预定范围之外(S306：否)，则算法在S316结束。相反，如果温度在预定范围之外(S306：是)，则算法进行到S310并且确定温度是否高于预定范围。如果温度低于预定范围(S310：否则，算法进行到S312，并且向热管供电。如果感测的温度高于预定范围(S310：是)，则算法进行到S314，关闭热管的功率。在S312或S314完成后，算法返回到S300的开始，从而为热管提供温度控制。
热管的控制可涉及若干考虑。一个考虑是用低成本管组件来测量和控制热管系统中的输送空气温度。另一个考虑是，为了安全，可以提供故障安全机制以确保所输送的空气温度不超过安全温度极限。还有另一个考虑是，可能希望自动地识别附接到加湿器和/或气流发生器上的热管是否具有15mm或19mm的内径。系统的气动性能可能需要在鼓风机驱动电路中的补偿，这取决于存在哪个内径管。
根据另一个考虑，为了安全，期望检测热管中的故障，诸如线中的高电阻热点或线之间沿管的长度部分的短路。进一步考虑的是，热管可以在简单的附接过程中与加湿器进行电连接和气动连接。
目前的热管系统不直接调节输送的空气的温度。它们被实现为使用固定功率电平的管加热的开环控制。尽管可以在管的结构内实现热断路开关，但是这些装置相对较大并且需要额外的电路连接和机械安装，这增加了管的显著复杂性。
热管控制-具有主动过温保护的温度感测
参照图22，根据示例实施方案的电路配置400允许使用在管的输出(面罩)端的感测器来控制管空气温度。热管电路402包括三线504、506、508和温度感测器，例如位于热管内的NTC热敏电阻器410。线404、406、408用于感测和控制电路中以创建仅具有三线的低成本加热和感测系统，并且分别连接到三线504、506、508。如图18所示，热管电路402的三线504、506、508连接到感测和控制电路的不同部件，以提供感测线404、504，电源线406和接地线408。在图22的其他实施方案中，可以使用图20的加热管电路402a的三线504a、506a、508a，或图21的热管电路402b的四线504b、506b、508b、510b来代替图18的热管电路402。感测和控制电路可以设置在加湿器和/或气流发生器的电源和控制器中。这种电源和控制器在例如美国专利申请公开2008/0105257A1中公开。完整的感测线由线404和504形成。
再次参考图22，电路配置400包括诸如24V电源电压的电源440、过温控制电路和加热控制电路。过温控制电路包括第一晶体管开关420，该第一晶体管开关在热管的温度低于预定温度时被接通并且在或高于该预定温度时被关断。预定温度被设定在满足热管的适当安全要求的温度下，诸如在30℃与45℃之间，优选地在38℃至43℃之间。比较器436控制晶体管开关420的切换。将表示预定温度的参考电压与从来自感测电路的放大器430确定的电压进行比较，以确保加热管不高于或等于预定温度。
加热控制电路在过温度控制电路内，加热控制电路被设计成控制热管的加热以获得所希望的温度。该希望的温度可以由用户设定或由系统确定。加热控制电路通过加热管电路402将电源440切换到接地参考412。因此，温度感测器410在具有0V的地电位与供电电压的一半(例如，12V)之间移动。加热从电源440通过第二晶体管开关434提供给热管电路402。晶体管开关434接通和关断以分别接通和关断热管电路402的加热。在一个实施方案中，晶体管开关434随着占空比的变化而非常快速地接通和断开，以控制管的加热。然而，开关434可以接通以提供恒定加热，直到达到设定温度，然后断开。热管的温度由温度感测器410感测，并通过感测线404、504传输到感测电阻器426和包括放大器430的感测电路428。偏压发生器电路418为感测电路428提供偏置源电压Vcc，从而确定热管的温度是否被加热。偏压发生器电路418生成参考电压，当管加热经由开关422关断时，该参考电压是Vcc偏置源电压414，本实施方案中所示为5V，但是可以使用其他电压，或者当管加热经由开关424接通时，该参考电压提供一半的电压供应加上Vcc偏置源电压416，即，5V。因此，不管热管的状态如何，都在感测电路428上提供Vcc偏置源电压的恒定电压。偏置开关422、424的切换由加热控制电路的晶体管开关434控制，使得当晶体管开关434闭合时，管加热接通开关424启用，并且当晶体管开关434打开时，管加热接通开关424停用。因此，正是提供给热管电路402的电压提供了偏置开关。
来自温度感测器410的感测温度信号被提供给放大器430，放大器产生表示热管温度的电压。温度控制块432控制开关434的打开和闭合，以调节输送到热管电路的功率，从而保持希望的温度。
当加热器启用时和当加热器不启用时，温度感测器410保持在不同的电路电势。然而，感测器410应当被连续监测以提供针对过热温度的故障保护。可以提供偏置电路418用于连续感测。偏压发生器电路可以为感测电路、包括电阻R1和NTC热敏电阻器的分压器网络提供源电压。这允许在感测和控制系统的加热和空闲状态期间的连续温度监测，并且促进独立于温度控制回路的主动过温检测。温度感测在过热状态期间也保持启用。
该电路配置可以包括共用接地参考加热/感测系统，该共用接地参考加热/感测系统具有切换到用于加热控制的管电路的电源电压。另一种方法是利用电源电压作为加热和感测源电压，并通过将管电路切换到0V来控制加热。
替代偏压发生器布置
如上所述，偏压发生器允许三线或四线热管系统在加热电路的启用加热或接通循环期间以及在加热电路的停用或关断循环期间提供温度感测。在启用(接通)加热循环和停用(关断)加热循环的至少一部分期间，诸如至少50％、至少75％或至少90％或100％期间，温度感测保持启用。因此，无论系统的加热状态如何，温度感测电路都可以在热管的整个使用过程中提供温度感测。
加热管电路(例如402、402a，402b)可以与例如图20A-22和27以及美国专利9,572,949B2的随附描述中所描述的替代偏压发生器布置一起使用，该专利的全部内容通过引用合并于此。

Claims (41)

1.一种空气输送导管，所述空气输送导管与用于将加压可呼吸空气供应输送至患者的设备一起使用，所述空气输送导管包括：
具有第一端和第二端的管；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第一线，所述第一线具有第一直径；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第二线，所述第二线具有不同于所述第一直径的第二直径；
第一箍带，其联接到所述管的所述第一端并且包括电连接器，所述电连接器连接到所述第一线和所述第二线以提供与所述设备的电连接；和
第二箍带，其联接到所述管的第二端并且所述第二箍带包括，
连接到所述第一线的热敏电阻器，以及
固定件，其从所述第二箍带的内表面突出到流过所述第二箍带的加压可呼吸空气供应的流路中，所述热敏电阻器被封闭在所述固定件内。
2.根据权利要求1所述的空气输送导管，其中所述管具有螺旋肋，所述第一线和所述第二线定位在所述螺旋肋内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述电连接器包括与所述第一线相对应的第一端子和与所述第二线相对应的第二端子，所述第一端子和所述第二端子配置成接收所述设备的触点。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二箍带进一步包括，
第一端部，其具有固定到所述管的外表面上的内表面；和
第二端部，其包括弹性体材料以摩擦地接合管状连接器的外表面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一线和所述第二线彼此电连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二线是加热线并且由低欧姆值电阻制成以将热施加到所述管。
7.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，进一步包括至少部分地在所述第一端与所述第二端之间延伸的第三线，所述第三线具有不同于所述第一直径的第三直径。
8.根据权利要求7所述的空气输送导管，其中所述第三线是加热线并且由低欧姆值电阻制成以将热施加到所述管。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三线电连接至所述第二线。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三线电连接至所述第一线。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三线接地。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一线监测靠近所述第二箍带的空气的温度并且检测由所述第二线和所述第三线形成的桥之间的任何不平衡。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三直径等于所述第二直径。
14.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，进一步包括至少部分地在所述第一端与所述第二端之间延伸的第四线，所述第四线具有不同于所述第二直径的第四直径。
15.根据权利要求14所述的空气输送导管，其中所述第四线是感测线并且电连接到所述热敏电阻器和所述第一线。
16.根据权利要求14至15中任一项所述的空气输送导管，其中所述第四线被包括在不同于所述第一线的回路中。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的空气输送导管，其中所述第四线接地。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的空气输送导管，其中所述第四直径等于所述第一直径。
19.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二直径大于所述第一直径。
20.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一直径等于29美国线规(AWG)的规格。
21.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二直径等于31AWG的规格。
22.根据前述权利要求中任一项所述的空气输送导管，其中所述管、所述第一线和所述第二线是柔性的，并且与所述第二直径相比，所述第一直径增加了所述管的整体柔性。
23.一种空气输送导管，所述空气输送导管与用于将加压可呼吸空气供应输送至患者的设备一起使用，所述空气输送导管包括：
具有第一端和第二端的管；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第一线，所述第一线具有第一直径；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第二线，所述第二线具有不同于所述第一直径的第二直径；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第三线，所述第三线具有不同于所述第一直径的第三直径；
第一箍带，其联接到所述管的所述第一端并且包括电连接器，所述电连接器连接到所述第一线和所述第二线以提供与所述设备的电连接；和
第二箍带，其联接到所述管的第二端并且所述第二箍带包括，
连接至所述第一线的热敏电阻器。
24.根据权利要求23所述的空气输送导管，进一步包括固定件，所述固定件从所述第二箍带的内表面突出到流过所述第二箍带的加压可呼吸空气供应的流路中，所述热敏电阻器被封闭在所述固定件内。
25.根据权利要求23至24中任一项所述的空气输送导管，其中所述管具有螺旋肋，所述第一线、所述第二线和所述第三线定位在所述螺旋肋内部。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的空气输送导管，其中所述电连接器包括与所述第一线相对应的第一端子、与所述第二线相对应的第二端子、以及与所述第三线相对应的第三端子，所述第一端子、所述第二端子、以及所述第三端子被配置成用于接收所述设备的触点。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一线、所述第二线和所述第三线彼此电连接。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二线和所述第三线是加热线并且由低欧姆值电阻制成以对所述管施加热量。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三线接地。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一线监测靠近所述第二箍带的空气的温度并且检测由所述第二线和所述第三线形成的桥之间的任何不平衡。
31.根据权利要求23至30中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三直径等于所述第二直径。
32.根据权利要求23至31中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一直径等于29美国线规(AWG)的规格。
33.根据权利要求23至32中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二直径等于31AWG的规格。
34.一种空气输送导管，所述空气输送导管与用于将加压可呼吸空气供应输送至患者的设备一起使用，所述空气输送导管包括：
具有第一端和第二端的管；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第一线，所述第一线具有第一直径；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第二线，所述第二线具有不同于所述第一直径的第二直径；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第三线，所述第三线具有不同于所述第一直径的第三直径；
至少部分地在所述第一端和所述第二端之间延伸的第四线，所述第四线具有不同于所述第二直径的第四直径；
连接到所述第一线的热敏电阻器；和
固定件，其从所述管的内表面突出到流过所述管的加压可呼吸空气供应的流路中，所述热敏电阻器被封闭在所述固定件内。
35.根据权利要求34所述的空气输送导管，进一步包括联接到所述第二端的箍带，所述箍带包括所述内表面，并且所述固定件从所述箍带突出。
36.根据权利要求34至35中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一线和所述第四线形成感测电路，并且所述第二线和所述第三线形成不同于所述感测电路的加热电路。
37.根据权利要求34至36中任一项所述的空气输送导管，其中所述第三线和所述第四线接地。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一直径等于所述第四直径。
39.根据权利要求34至38中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二直径等于所述第三直径。
40.根据权利要求34至39中任一项所述的空气输送导管，其中所述第一直径等于29美国线规(AWG)的规格。
41.根据权利要求34至40中任一项所述的空气输送导管，其中所述第二直径等于31AWG的规格。
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