DE112013001443T5

DE112013001443T5 - Atemgasbefeuchtungssystem

Info

Publication number: DE112013001443T5
Application number: DE112013001443.2T
Authority: DE
Inventors: Elmo Benson Stoks; Charles Christopher North; Hamish Osborne; Abhishek Vadnerkar; Jim Kehoe; Po-Yen (David) Liu; John James Jackson; Igor Yevgeniiovich Shvarchuck; Mahran Maumoon Sujau; Sanjay Parag Patel
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2015-02-26
Also published as: CN108030992A; JP2015509813A; GB2541301A; CN107998496B; US10974015B2; GB2541550A; EP3738638A1; CN108036837B; AU2020200412B2; JP2021045565A; CA2867266A1; CA2867266C; GB201417697D0; JP7174745B2; WO2013137753A9; CN105307715A; AU2021245180B2; AU2013232848A1; AU2018201755A1; EP2825237B1

Abstract

Ein Befeuchtungssystem weist einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor auf. Die ersten und zweiten Sensoren sind angepasst, um Strömungseigenschaften innerhalb des Systems zu erfassen. Die ersten und zweiten Sensoren sind von der Strömung durch Barrieren isoliert, die von jeweiligen ersten und zweiten Dichtungselementen gebildet werden. Die Dichtungselemente erstrecken sich durch Öffnungen, die in dem System gebildet sind, und haben einen Abschnitt, der in Kontakt mit den Sensorelementen der jeweiligen ersten und zweiten Sensoren steht. Eine Patrone kann die Sensoren halten und wiederholbare Eindringtiefen in einen Strömungsdurchgang des Systems vorsehen. Eine medizinische Röhre hat eine Verbundstruktur aus zwei oder mehr unterschiedlichen Komponenten, die spiralförmig gewickelt sind, um eine längliche Röhre zu bilden. Eine Komponente kann ein spiralförmig aufgewickelter länglichen Hohlkörper sein. Die andere Komponente kann als ein längliches Bauteil spiralförmig zwischen den Windungen des spiralförmig gewickelten Hohlkörpers gewickelt sein.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldungen Nm. 61/610109, eingereicht am 13. März, 2012; 61/733360, eingereicht am 4. Dezember 2012; 61/733359, eingereicht am 4. Dezember 2012; 61/611331, eingereicht am 15. März 2012; und 61/722659, eingereicht am 5. November 2012, die in ihrer Gesamtheit von jedes hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Atemverfahren bzw. Vorrichtungen und Verfahren und Vorrichtungen zum Liefern von erwärmten und befeuchteten Gasen zu einem Benutzer. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Techniken zum Messen der Strömungseigenschaften innerhalb solcher Vorrichtungen und Rohre zur Verwendung in der medizinischen Schaltungen geeignet ist, Gase und/oder Entfernen von Gasen von einem Patienten, wie beispielsweise in positiver Atemwegsdruck (PAP), Beatmungsgerät, Narkose, Ventilator, und Insufflationsystemen.
Beschreibung der verwandten Technik
Viele Gasbefeuchtungssysteme liefern erwärmte und befeuchtete Gase für verschiedene medizinische Verfahren, einschließlich der Behandlung der Atemwege, Laparoskopie und dergleichen. Diese Systeme können so konfiguriert sein, um Temperatur, Feuchtigkeit und Durchflussraten zu steuern.
Um eine gewünschte Kontrolle bereitzustellen, müssen Sensoren verwendet werden, um Strömungseigenschaften zu erfassen. Diese Sensoren werden häufig direkt in die Strömung eingebracht und, da die Sensoren nicht aus dem Fluidaustausch mit dem Patienten isoliert sind, müssen die Sensoren gereinigt oder entsorgt werden. Mit anderen Worten können die Sensoren nicht sofort nach dem Abschalten des ersten Patienten wiederverwendet werden. Derartige Systeme sind beispielsweise beschrieben in US-Patent Nr. 6.584.972 , das hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
Gasbefeuchtungssysteme umfassen auch medizinische Schaltungen einschließlich der verschiedenen Komponenten, die erhitzte und/oder feuchte Gase zu und von Patienten transportieren. Zum Beispiel können in einigen Beatmungs- wie PAP oder Beatmungsschaltungen, Gase von einem Patienten inhaliert werden, die von einem Heizbefeuchter über einen Inspirations- oder Beatmungsschlauch geliefert werden. Als ein weiteres Beispiel können Rohre befeuchtetes Gas (üblicherweise CO2) in die Bauchhöhle in Insufflationsschaltungen liefern. Dies kann das ”Austrocknen” der inneren Organe des Patienten verhindern, und kann die benötigte Zeit für die Erholung von der Operation verringern. Unbeheizt Schläuche ermöglichen einen signifikanten Wärmeverlust aufgrund von Umgebungskühlung. Diese Kühlung kann zu unerwünschter Kondensation oder ”Rainout” entlang der Länge der Rohrleitung zum Transportieren warmer, befeuchteter Luft führen. Es bleibt ein Bedarf für Schläuche, die gegen Wärmeverlust isoliert sind und beispielsweise eine verbesserte Temperatur und/oder Feuchtigkeitssteuerung in medizinischen Schaltungen ermöglichen. Dementsprechend ist es eine Aufgabe bestimmter Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung, einen oder mehrere der Nachteile des Standes der Technik zu überwinden oder zu milder, oder zumindest der Öffentlichkeit eine nützliche Wahl zur Verfügung zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit werden hier Befeuchtungsvorrichtungen beschrieben, die Erfassung des Flüssigkeitspegels in einer Befeuchtungskammer erleichtern und Fließeigenschaften in einer Fluidströmung verbessern und Abfall reduzieren und moderate Wiederverwendung von bestimmten Komponenten erleichtern. Medizinische Schläuche und Verfahren zur Herstellung von medizinischen Schläuchen sind auch hier in verschiedenen Ausführungsformen offenbart. Bestimmte Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in gewisser Weise auf die Überwindung der oben beschriebenen Nachteile gerichtet und/oder bieten zumindest der Öffentlichkeit eine nützliche Wahl.
In einigen Konfigurationen weist eine Befeuchtungsvorrichtung eine Druckgasquelle auf. Die Druckgasquelle hat einen Auslass. Der Auslass der Druckgasquelle ist mit einem Einlass zu einer Befeuchtungseinheit verbunden. Die Befeuchtungseinheit umfasst einen Auslass. Der Auslass der Befeuchtungseinheit ist mit einem Abgabeteil verbunden. Ein Strömungsdurchgang ist zwischen der Druckgasquelle und der Förderkomponente definiert. Ein Sensor ist angepasst, um eine Strömungscharakteristik in dem Strömungskanal zu erfassen. Der Strömungsdurchgang weist eine Öffnung auf. Der Sensor erstreckt sich durch die Öffnung in den Strömungskanal. Der Sensor hat einen Sensorabschnitt. Eine Barriere ist zwischen dem Strömungskanal und dem Sensor positioniert. Die Barriere steht in Kontakt mit dem Erfassungsabschnitt des Sensors, wobei die Barriere eine im wesentlichen konstante Dicke in dem Bereich Kontakt mit dem Sensorabschnitt aufweist.
In einigen Konfigurationen weist die Befeuchtungseinheit eine Befeuchtungskammer auf, wobei die Befeuchtungskammer einen Port oder Anschluss umfasst und die Öffnung sich durch eine Wand erstreckt, die zumindest einen Abschnitt des Anschlusses definiert.
In einigen Konfigurationen weist der Sensor einen ersten Thermistor und einen zweiten Thermistor auf. Die Barriere umfasst eine erste Hülse, die den ersten Thermistor aufnimmt und eine zweite Hülse, die den zweiten Thermistor erhält. In einigen Konfigurationen können zwei Thermistoren in einer einzelnen Barriere angeordnet werden.
In einigen Konfigurationen wird der erste Thermistor erwärmt und der zweite Thermistor nicht erwärmt.
In einigen Konfigurationen weist die Barriere einen Montageabschnitt, eine erste Dicke und eine zweite Dicke auf, die geringer als die erste Dicke ist. Die zweite Dicke grenzt an den Erfassungsabschnitt des Sensors. Ein Bereich, der die erste Dicke hat, wird zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Abschnitt mit der zweiten Dicke angeordnet.
In einigen Konfigurationen weist die Barriere einen Spitzenabschnitt und einen Montageabschnitt auf. Der Montageabschnitt sichert die Barriere in der Apertur und der Spitzenabschnitt weist eine reduzierte Dicke auf.
In einigen Konfigurationen dichtet die Barriere die Apertur pneumatisch ab und nimmt zumindest einen Abschnitt des Sensors auf, so daß der Erfassungsabschnitt innerhalb des Durchflusskanals angeordnet werden kann, und ein Befestigungsabschnitt außerhalb des Durchflusskanals angeordnet wird.
Bei einigen Konfigurationen wird der Sensor durch eine Kartusche unterstützt. Die Befeuchtungseinheit umfasst eine Befeuchtungskammer. Die Kartusche und die Befeuchtungskammer sind abnehmbar befestigt und umfassen einen Verriegelungsstecker.
In einigen Konfigurationen weist die Kartusche einen Verbinder auf, der angepasst ist, um eine elektrische Verbindung mit der Befeuchtungseinheit zu machen, wenn die Kartusche an die Befeuchtungskammer montiert wird und die Befeuchtungskammer zu der Befeuchtungseinheit montiert wird.
In einigen Konfigurationen unterstützt die Kartusche den Sensor in einer wiederholbaren Art und Weise in Bezug auf einen Abschnitt des Durchflusskanals durch die Befeuchtungskammer, so dass der Erfassungsabschnitt des Sensors durchgängig mit wiederholtem Entfernen und Ersetzen der Kartusche aus der Befeuchtungskammer positioniert wird.
In einigen Konfigurationen weist die Barriere eine allgemein zylindrische Basis und einen allgemein glockenförmigen Kopf auf.
In einigen Konfigurationen umfasst der allgemein glockenförmige Kopf eine Vielzahl von ablenkbaren Rippen auf.
In einigen Konfigurationen ist die Vielzahl der Rippen dreieckig und um einen Umfang des glockenförmigen Kopfes angeordnet.
In einigen Konfigurationen haben eine oder mehrere der Vielzahl von Rippen Rippenbreite/Trennungsbreite-Verhältnis von etwa 3,7.
In einigen Konfigurationen weist eine Befeuchtungskammer einen äußeren Körper, der eine Kammer definiert. Ein Einlassanschluss weist eine Wand auf, die einen Durchgang in die Kammer definiert. Ein Auslassanschluss weist eine Wand auf, die einen Durchgang aus der Kammer definiert. Die Wand des Einlassanschlusses weist eine erste Apertur auf. Die erste Apertur nimmt ein erstes Dichtglied auf. Das erste Dichtglied dichtet die erste Apertur pneumatisch ab, die durch die Wand des Einlaßkanals erstreckt. Die Wand des Auslassanschlusses weist eine zweite Apertur auf. Die zweite Apertur nimmt ein zweites Dichtglied auf. Das zweite Dichtglied dichtet die zweite Apertur pneumatisch ab, die sich durch die Wand des Auslassanschlusses erstreckt. Eine Kartusche ist an den äußeren Körper der Kammer mit einer Verriegelungsstruktur entfernbar befestigbar. Die Kartusche unterstützt einen ersten Sensor, der innerhalb der ersten Dichtung aufmehmbar ist, und der durch die erste Apertur erstreckt. Die Kartusche unterstützt einen zweiten Sensor, der innerhalb der zweiten Dichtung aufgenommen werden kann, und der sich durch die zweite Apertur erstreckt.
In einigen Konfigurationen weist der erste Sensor einen erste Sensorkomponente und eine zweite Sensorkomponente. Das erste Dichtelement trennt die erste Sensorkomponente von der zweiten Sensorkomponente.
In einigen Konfigurationen ist die erste Sensorkomponente ein erster Thermistor und die zweite Sensorkomponente ein zweiter Thermistor.
In einigen Konfigurationen sind das erste Dichtglied und das zweite Dichtglied entfernbar.
In einigen Konfigurationen weist das erste Dichtglied einen Kontaktabschnitt auf, der angepasst ist, um einen Erfassungsabschnitt des ersten Sensors mit dem Kontaktabschnitt mit einer reduzierten Dicke zu kontaktieren.
In einigen Konfigurationen weist das erste Dichtglied einen Kontaktabschnitt auf, der angepasst ist, um einen Erfassungsabschnitt des ersten Sensors mit dem Kontaktabschnitt mit einer im wesentlichen Kontaktdicke zu kontaktieren.
In einigen Konfigurationen weist die Kartusche einen elektrischen Verbinder auf, wobei der elektrische Verbinder mit dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor elektrisch verbunden ist.
In einigen Konfigurationen umfasst die Verriegelungstruktur eine auf dem Außenkörper der Kammer definierten Aussparung und eine auf der Kartusche definierten Nabe.
Einige Ausführungsformen sehen eine Kammer vor, die ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem hat, und die angepasst wird, um eine leitfähige Flüssigkeit aufzunehmen. Die Kammer umfasst einen Körper, der eine nichtleitende Wand mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst, sowie eine an die nichtleitende Wand angebrachte leitende Basis, um einen Behälter zu bilden, der geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Die Kammer umfasst eine Sensorelektrode, die auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand angeordnet wird. Die Kammer umfasst eine Basiselektrode, die mit der leitenden Basis elektrisch verbunden ist und an einer Außenfläche der leitenden Basis angeordnet ist. Die Kammer umfasst eine leitende Brücke, die an die Innenfläche der nichtleitenden Wand befestigt wird. Die Kammer umfasst eine Spannungsquelle und ein Nachweissystem, das mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist. Die leitende Brücke und die Sensorelektrode sind kapazitiv miteinander in der Kammer gekoppelt, und die leitende Brücke und die Basiselektrode sind leitend miteinander verbunden, wenn die leitfähige Flüssigkeit sowohl die Brücke als auch die Basiselektrode. Um einen Flüssigkeitspegel in der Kammer zu bestimmen, wird die Spannungsquelle konfiguriert, um eine variierende Spannung an die Sensorelektrode zu liefern, und das Erfassungssystem ist so konfiguriert, um eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
Einige Ausführungsformen sehen eine Kammer vor, die ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem hat, und die angepasst ist, um eine nichtleitende Flüssigkeit aufzunehmen. Die Kammer umfasst einen Körper, der eine nichtleitende Wand mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst, sowie eine an die nichtleitende Wand angebrachte leitende Basis, um einen Behälter zu bilden, der geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Die Kammer umfasst eine Sensorelektrode, die auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand angeordnet wird. Die Kammer umfasst eine Basiselektrode, die mit der leitenden Basis elektrisch verbunden ist und an einer Außenfläche der leitenden Basis angeordnet ist. Die Kammer umfasst eine leitende Brücke, die an die Innenfläche der nichtleitenden Wand befestigt wird. Die Kammer umfasst eine Spannungsquelle und ein Nachweissystem, das mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist. Die leitende Brücke und die Sensorelektrode sind kapazitiv miteinander in der Kammer gekoppelt, und die leitende Brücke und die Basiselektrode sind miteinander kapazitiv gekoppelt sind. Um einen Flüssigkeitspegel in der Kammer zu bestimmen, wird die Spannungsquelle so konfiguriert, um eine variierende Spannung an die Sensorelektrode zu liefern, und das Erfassungssystem ist so konfiguriert, um eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
Einige Ausführungsformen sehen eine Kammer vor, die ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem hat, und die angepasst ist, um eine nichtleitende Flüssigkeit aufzunehmen. Die Kammer umfasst einen Körper, der eine nichtleitende Wand mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst; ein Dochtmaterial, das an der Innenfläche der nichtleitenden Wand befestigt ist, wobei das Dochtmaterial so konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die leitfähige Flüssigkeit auf die nichtleitende Wand hinauf durch das Dochtmaterial bewegt; sowie eine an die nichtleitende Wand angebrachte leitende Basis, um einen Behälter zu bilden, der geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Die Kammer umfasst eine Sensorelektrode, die auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand angeordnet wird. Die Kammer umfasst eine Spannungsquelle und ein Nachweissystem, das mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist. Die leitende Brücke und die Sensorelektrode sind kapazitiv miteinander gekoppelt. Um einen Flüssigkeitspegel in der Kammer zu bestimmen, wird die Spannungsquelle so konfiguriert, um eine variierende Spannung an die Sensorelektrode zu liefern, und das Erfassungssystem ist so konfiguriert, um eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
In einigen Konfigurationen umfasst ein in verschiedenen medizinischen Schaltungen verwendbares Verbundrohr ein erstes längliches Element bestehend aus einem spiralförmig gewickelten länglichen Hohlkörper und ein zweites längliches Element mit einem länglichen Bauteil, das spiralförmig zwischen den Windungen des spiralförmig gewickelten Hohlkörpers gewickelt wird. Das erste längliche Element kann in Längsschnitt eine Vielzahl von Blasen mit einer abgeflachten Fläche an dem Lumen bilden. Benachbarten Blasen können durch einen Zwischenraum über dem zweiten länglichen Element getrennt werden, oder es kann sein, dass sie nicht direkt miteinander verbunden werden. Die Blasen können Perforationen haben. In einigen Konfigurationen weist ein ”Double-Bubble” Rohr eine Vielzahl von Blasen auf, beispielsweise zwei benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements. Das zweite längliche Element kann einen Längsschnitt aufweisen, der proximal dem Lumen breiter ist und in einem Radialabstand von dem Lumen schmaler ist. Insbesondere kann das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt aufweisen, die im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen Y-förmig ist. Ein oder mehrere leitende Fädene können in dem zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt werden. Die eine oder mehreren leitenden Fädenkönnen Heizfäden (oder genauer gesagt, Widerstandsheizungsfäden) und/oder Sensorfäden sein. Das Rohr kann Paare von leitfähigen Fäden, beispielsweise zwei oder vier leitende Fäden, umfassen. Paare von leitenden Fasern können in eine Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundrohres gebildet werden. Die eine oder mehreren leitenden Fäden können von der Lumenwand beabstandet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt aufweisen, die im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen Y-förmig ist, und eine oder mehrere leitfähige Fäden können in dem zweiten länglichen Element an entgegengesetzten Seiten des Dreiecks, der T-Form oder der Y-Form eingenbettet oder verkapselt werden.
In einigen Konfigurationen weist eine Befeuchtungsvorrichtung eine Druckgasquelle, die einen Auslass umfasst. Ein Auslass der Druckgasquelle ist mit einem Einlass zu einer Befeuchtungseinheit verbunden. Die Befeuchtungseinheit umfaßt einen Auslass. Der Auslass der Befeuchtungseinheit wird mit einem Abgabeteil verbunden. Ein Durchflusskanal wird zwischen der Druckgasquelle und der Förderkomponente definiert. Ein Sensor ist angepasst, um eine Strömungscharakteristik in dem Durchflusskanal zu erfassen. Der Durchflusskanal weist eine Apertur auf. Der Sensor erstreckt sich durch die Apertur in den Durchflusskanal. Der Sensor umfasst einen Sensorabschnitt. Eine Barriere ist zwischen dem Durchflusskanal und dem Sensor positioniert. Die Barriere kontaktiert den Erfassungsabschnitt des Sensors, wobei die Barriere eine im wesentlichen konstante Dicke in dem den Sensorabschnitt kontaktierenden Bereich umfasst.
In einigen Konfigurationen umfasst die Befeuchtungseinheit eine Befeuchtungskammer. Die Befeuchtungskammer umfasst einen Anschluss Öffnung, und die Apertur erstreckt sich durch eine Wand, die zumindest einen Abschnitt des Anschlusses definiert.
In einigen Konfigurationen weist der Sensor einen ersten Thermistor und einen zweiten Thermistor auf. Die Barriere umfasst eine erste Hülse, die den ersten Thermistor aufnimmt, und eine zweite Hülse, die den zweiten Thermistor aufnimmt.
In einigen Konfigurationen ist der erste Thermistor erwärmt und der zweite Thermistor nicht erwärmt.
In einigen Konfigurationen weist die Barriere einen Montageabschnitt, eine erste Dicke und eine zweite Dicke auf, die geringer als die erste Dicke ist. Die zweite Dicke grenzt an den Erfassungsabschnitt des Sensors, und der Bereich, der die erste Dicke hat, wird zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Abschnitt mit der zweiten Dicke.
In einigen Konfigurationen weist die Barriere einen Spitzenabschnitt und einen Montageabschnitt auf. Der Montageabschnitt sichert die Barriere in der Apertur und der Spitzenabschnitt weist eine reduzierte Dicke auf.
In einigen Konfigurationen dichtet die Barriere die Apertur pneumatisch ab und nimmt zumindest einen Abschnitt des Sensors auf, so daß der Erfassungsabschnitt innerhalb des Durchflusskanals angeordnet werden kann, und ein Befestigungsabschnitt außerhalb des Durchflusskanals angeordnet wird.
Bei einigen Konfigurationen wird der Sensor durch eine Kartusche unterstützt. Die Befeuchtungseinheit umfasst eine Befeuchtungskammer. Die Kartusche und die Befeuchtungskammer können abnehmbar befestigt werden und einen Verriegelungsstecker aufweisen.
In einigen Konfigurationen weist die Kartusche einen Verbinder auf, der angepasst ist, um eine elektrische Verbindung mit der Befeuchtungseinheit zu machen, wenn die Kartusche an die Befeuchtungskammer montiert wird und die Befeuchtungskammer zu der Befeuchtungseinheit montiert wird.
In einigen Konfigurationen unterstützt die Kartusche den Sensor in einer wiederholbaren Art und Weise in Bezug auf einen Abschnitt des Durchflusskanals durch die Befeuchtungskammer, so dass der Erfassungsabschnitt des Sensors durchgängig mit wiederholtem Entfernen und Ersetzen der Kartusche aus der Befeuchtungskammer positioniert wird.
In einigen Konfigurationen weist eine Befeuchtungskammer einen äußeren Körper, der eine Kammer definiert. Ein Einlassanschluss weist eine Wand auf, die einen Durchgang in die Kammer definiert. Ein Auslassanschluss weist eine Wand auf, die einen Durchgang aus der Kammer definiert. Die Wand des Einlassanschlusses weist eine erste Apertur auf. Die erste Apertur nimmt ein erstes Dichtglied auf. Das erste Dichtglied dichtet die erste Apertur pneumatisch ab, die sich durch die Wand des Einlasskanals erstreckt. Die Wand des Auslassanschlusses weist eine zweite Apertur auf. Die zweite Apertur nimmt ein zweites Dichtglied auf. Das zweite Dichtglied dichtet die zweite Apertur pneumatisch ab, die sich durch die Wand des Auslassanschlusses erstreckt. Eine Kartusche ist an den äußeren Körper der Kammer mit einer Verriegelungsstruktur entfernbar befestigbar. Die Kartusche unterstützt einen ersten Sensor, die innerhalb der ersten Dichtung aufnehmbar ist und sich durch die erste Apertur erstreckt. Die Kartusche unterstützt einen zweiten Sensor, der innerhalb der zweiten Dichtung aufgenommen werden kann, und der sich durch die zweite Apertur erstreckt.
In einigen Konfigurationen weist der erste Sensor einen erste Sensorkomponente und eine zweite Sensorkomponente. Das erste Dichtelement trennt die erste Sensorkomponente von der zweiten Sensorkomponente.
In einigen Konfigurationen ist die erste Sensorkomponente ein erster Thermistor und die zweite Sensorkomponente ein zweiter Thermistor. In einigen Konfigurationen ist die erste Sensorkomponente ein erster Thermistor und die zweite Sensorkomponente ist ein zweiter Thermistor.
In einigen Konfigurationen sind das erste Dichtglied und das zweite Dichtglied entfernbar.
In einigen Konfigurationen weist das erste Dichtglied einen Kontaktabschnitt auf, der angepasst ist, um einen Erfassungsabschnitt des ersten Sensors zu kontaktieren. Der Kontaktabschnitt weist eine reduzierte Dicke auf.
In einigen Konfigurationen weist das erste Dichtglied einen Kontaktabschnitt auf, der angepasst ist, um einen Erfassungsabschnitt des ersten Sensors zu kontaktieren. Der Kontaktabschnitt weist eine im wesentlichen Kontaktdicke auf.
In einigen Konfigurationen weist die Kartusche einen elektrischen Verbinder auf. Der elektrische Verbinder ist mit dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor elektrisch verbunden.
In einigen Konfigurationen umfasst die Verriegelungstruktur eine auf dem Außenkörper der Kammer definierten Aussparung und eine auf der Kartusche definierten Nabe.
In einigen Konfigurationen weist die Kammer ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem, und ist angepasst, um eine nichtleitende Flüssigkeit aufzunehmen. Die Kammer umfasst einen Körper, der eine nichtleitende Wand mit einer Innenfläche, einer Außenfläche sowie einer an die nichtleitende Wand angebrachte leitende Basis umfasst, um einen Behälter zu bilden, der geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Eine Sensorelektrode kann auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand angeordnet sein. Eine Basiselektrode kann mit der leitenden Basis elektrisch verbunden sein, und kann an einer Außenfläche der leitenden Basis angeordnet sein. Eine leitende Brücke kann an die Innenfläche der nichtleitenden Wand befestigt sein. Die leitende Brücke kann kapazitiv an die Sensorelektrode gekoppelt werden. Die leitende Brücke und die Basiselektrode können leitend verbunden werden, wenn die leitende Flüssigkeit Kontakte sowohl die Brücke als auch die Basiselektrode kontaktiert. Eine Spannungsquelle kann mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt sein und kann so konfiguriert werden, um eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
In einigen Konfigurationen ist die Sensorelektrode weiter weg von der leitfähigen Basis als die leitende Brücke angeordnet, so dass mindestens ein Teil der Sensorelektrode sich über die leitende Brücke hinweg, in eine Richtung weg von der leitenden Basis erstreckt.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem so konfiguriert, um eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode zu erkennen, wenn ein Pegel der leitenden Flüssigkeit höher ist als die leitende Brücke.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem so konfiguriert, um eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode zu erkennen, wenn ein Pegel der leitenden Flüssigkeit unter der Sensorelektrode ist.
In einigen Konfigurationen ist die Sensorelektrode größer als die leitende Basis.
In einigen Konfigurationen ist die Basiselektrode mit einer elektrischen Masse elektrisch verbunden.
In einigen Konfigurationen stellt die leitende Basis eine virtuelle elektrische Masse dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem bereit.
In einigen Konfigurationen umfasst die Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle.
In einigen Konfigurationen erhöht sich die Kapazität der Sensorelektrode um einen diskreten Betrag, wenn die leitende Flüssigkeit die leitende Brücke kontaktiert.
In einigen Konfigurationen enthält eine Befeuchtungseinheit die Kammer wie oben beschrieben.
In einigen Konfigurationen weist die Kammer ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem, und ist angepasst, um eine nichtleitende Flüssigkeit aufzunehmen. Die Kammer umfasst einen Körper, der eine nichtleitende Wand mit einer Innenfläche, einer Außenfläche sowie einer an die nichtleitende Wand angebrachte leitende Basis umfasst, um einen Behälter zu bilden, der geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Eine Sensorelektrode kann auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand angeordnet sein. Eine Basiselektrode kann mit der leitenden Basis elektrisch verbunden sein, und kann an einer Außenfläche der leitenden Basis angeordnet sein. Eine leitende Brücke kann an die Innenfläche der nichtleitenden Wand befestigt sein. Ein Detektionssystem kann mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt sein. Die leitende Brücke und die Sensorelektrode können kapazitiv gekoppelt werden. Die leitende Brücke und die Basiselektrode können kapazitiv gekoppelt werden. Die Spannungsquelle kann so konfiguriert werden, um eine veränderliche Spannung an die Sensorelektrode zu liefern. Das Detektionssystem kann so konfiguriert werden, um eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem weiterhin so konfiguriert, um einen Flüssigkeitspegel entsprechend der Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem so konfiguriert, um mindestens einen aus einem flüssigkeitslosen Zustand oder einem Überfüllungszustand zu bestimmen.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem weiterhin so konfiguriert, um eine Benachrichtigung entsprechend dem Flüssigkeitspegel bereitzustellen.
In einigen Konfigurationen ist die Sensorelektrode entfernbar an der Außenfläche der nichtleitenden Wand befestigt.
In einigen Konfigurationen enthält eine Befeuchtungseinheit die Kammer wie oben beschrieben.
In einigen Konfigurationen weist die Kammer ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem, und ist angepasst, um eine nichtleitende Flüssigkeit aufzunehmen. Die Kammer umfasst einen Körper, der eine nichtleitende Wand mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst. Ein Dochtmaterial kann an der Innenfläche der nichtleitenden Wand befestigt sein. Das Dochtmaterial kann so konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die leitfähige Flüssigkeit auf die nichtleitende Wand hinauf durch das Dochtmaterial bewegt. Eine leitende Basis kann an der nichtleitenden Wand befestigt werden, um einen Behälter zu bilden, der geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Eine Sensorelektrode kann auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand angeordnet sein. Eine Spannungsquelle kann mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt sein. Ein Detektionssystem kann mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt sein. Die Sensorelektrode und die leitfähige Flüssigkeit können kapazitiv gekoppelt werden. Die Spannungsquelle kann so konfiguriert werden, um eine veränderliche Spannung an die Sensorelektrode zu liefern. Das Detektionssystem kann so konfiguriert werden, um eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem so konfiguriert, um einen flüssigkeitslosen Zustand zu erfassen, wenn keine leitende Flüssigkeit in der Kammer ist.
In einigen Konfigurationen ist das Detektionssystem so konfiguriert, um eine Benachrichtigung bereitzustellen, wenn der flüssigkeitslosen Zustand erfasst wird.
In einigen Konfigurationen kann eine Befeuchtungseinheit die Kammer enthalten wie oben beschrieben.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Verbundrohr ein erstes längliches Element bestehend aus einem Hohlkörper, der spiralförmig gewickelt wird, um zumindest teilweise ein längliches Rohr mit einer Längsachse zu bilden. Ein Lumen erstreckt sich entlang der Längsachse. Eine Hohlwand umgibt das Lumen. Ein zweites längliches Element wird spiralförmig gewickelt und zwischen benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements verbunden. Das zweite längliche Element bildet zumindest einen Abschnitt des Lumens des länglichen Rohrs.
In einigen Konfigurationen ist das erste längliche Element ein Rohr.
Bei einigen Konfigurationen bildet das erste längliche Element im Längsquerschnitt eine Vielzahl von Blasen mit einer abgeflachten Fläche an dem Lumen.
In einigen Konfigurationen sind benachbarte Blasen durch einen Spalt über dem zweiten länglichen Element getrennt.
In einigen Konfigurationen sind benachbarte Blasen nicht direkt miteinander verbunden.
In einigen Konfigurationen haben die Blasen Perforationen.
In einigen Konfigurationen weist das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt auf, der proximal dem Lumen breiter ist und in einem Radialabstand von dem Lumen schmaler ist.
In einigen Konfigurationen weist das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt, der im Allgemeinen dreieckig ist.
In einigen Konfigurationen weist das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt, der im Allgemeinen T-förmig oder V-förmig ist.
In einigen Konfigurationen können ein oder mehrere leitfähige Fäden in dem zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt werden.
In einigen Konfigurationen ist der leitende Faden Heizfaden.
In einigen Konfigurationen ist der leitende Faden Sensierfaden.
In einigen Konfigurationen können zwei leitende Fäden in dem zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt werden.
In einigen Konfigurationen können vier leitfähige Fäden in dem zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt werden.
In einigen Konfigurationen werden Paare von leitenden Fäden in eine Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundrohres ausgebildet.
In einigen Konfigurationen weist das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt, die im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen V-förmig ist, und die ein oder mehreren leitenden Fäden sind in dem zweiten länglichen Element auf entgegengesetzten Seiten des Dreiecks, der T-Form oder der V-Form eingebettet oder eingekapselt.
In einigen Konfigurationen sind die ein oder mehrere Fäden von der Lumenwand beabstandet.
In einigen Konfigurationen umfasst eine medizinische Schaltungskomponente das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Inspirationsschlauch das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Exspirationsschlauch das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine PAP-Komponente das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine Insufflation-Schaltungskomponente das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine Sondierungskomponente das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine chirurgische Komponente das oben beschriebene Verbundrohr.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres: Bereitstellen eines ersten länglichen Elements bestehend aus einem Hohlkörper und einem zweiten länglichen Element, das so konfiguriert ist, um eine strukturelle Stütze für das erste längliche Element zu liefern; spiralförmiges Wickeln des zweiten länglichen Elements um einen Dorn, wobei gegenüberliegende Seitenkantenabschnitte des zweiten länglichen Elements von benachbarten Windungen beabstandet sind, wodurch eine Spirale des zweiten länglichen Elementsgebildet wird; und spiralförmiges Wickeln des ersten länglichen Elements um die Spirale des zweiten länglichen Elements, so daß Teile des ersten länglichen Elements benachbarte Windungen der Spirale des zweiten länglichen Elements überlappen und ein Abschnitt des ersten länglichen Elements benachbart zu dem Dorn im Raum zwischen den Windungen der Spirale des zweiten länglichen Elements angeordnet wird, wodurch eine Spirale des ersten länglichen Elements gebildet wird.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren weiterhin die Zufuhr von Luft mit einem Druck größer als der atmosphärische Druck zu einem Ende des ersten länglichen Elements.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Kühlen der Spirale des zweiten länglichen Elements und der Spirale des ersten länglichen Elements, um ein Verbundrohr mit einem Lumen, das sich entlang einer Längsachse erstreckt, und einen das Lumen umgebenden Hohlraum zu bilden.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren weiter das Bilden des zweiten länglichen Element.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner, dass das Bilden des zweiten länglichen Elements das Extrudieren des zweiten länglichen Elements mit einem zweiten Extruder umfasst.
In einigen Konfigurationen weist das Verfahren ferner, dass der zweite Extruder so konfiguriert ist, um einen oder mehrere leitfähige Fäden in dem zweiten länglichen Element einzukapseln.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner, dass das Bilden des zweiten länglichen Elements das Einbetten von leitenden Fäden im zweiten länglichen Element umfasst.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner, dass die leitfähigen Fäden mit dem zweiten länglichen Element nicht reaktiv sind.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner, dass die leitfähigen Fäden aus Aluminium oder Kupfer bestehen.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Bilden von Paaren leitfähiger Fäden in eine Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundrohres.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Bilden des ersten länglichen Elements.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner, dass das Bilden des ersten länglichen Elements das Extrudieren des ersten länglichen Elements mit einem ersten Extruder umfasst.
In einigen Konfigurationen weist das Verfahren ferner der erste Extruder von dem zweiten Extruder verschieden ist.
In einigen Konfigurationen umfasst ein medizinisches Rohr einen länglichen Hohlkörper, der spiralförmig gewickelt wird, um ein längliches Rohr mit einer Längsachse zu bilden. Ein Lumen erstreckt sich entlang der Längsachse. Eine Hohlwand umgibt das Lumen. Der längliche Hohlkörper hat im Querschnitt eine Wand, die zumindest einen Abschnitt des Hohlkörpers definiert. Ein Verstärkungsabschnitt erstreckt sich entlang einer Länge des länglichen Hohlkörpers und ist spiralförmig zwischen benachbarten Windungen des länglichen Hohlkörpers angeordnet.
In einigen Konfigurationen wird der Verstärkungsabschnitt aus dem gleichen Stück Material wie der längliche Hohlkörper ausgebildet.
In einigen Konfigurationen umfasst der längliche Hohlkörper im Querschnitt zwei Verstärkungsabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers, wobei spiralförmiges Wickeln des länglichen Hohlkörpers benachbarte Verstärkungsabschnitte miteinander verbindet, so dass gegenüberliegende Kanten der Verstärkungsabschnitte benachbarte Windungen des länglichen Hohlkörpers berühren.
In einigen Konfigurationen überlappen gegenüberliegende Seitenkanten der Verstärkungsabschnitte auf benachbarten Windungen des länglichen Hohlkörpers.
In einigen Konfigurationen wird der Verstärkungsabschnitt aus einem separaten Materialstück als der längliche Hohlkörper hergestellt.
Bei einigen Konfigurationen bildet der Hohlkörper im Längsquerschnitt eine Vielzahl von Blasen mit einer abgeflachten Fläche an dem Lumen.
In einigen Konfigurationen haben die Blasen Perforationen.
In einigen Konfigurationen sind ein oder mehrere Fäden im Verstärkungsabschnitt verkapselt oder eingebettet.
In einigen Konfigurationen ist der leitende Faden Heizfaden.
In einigen Konfigurationen der leitende Faden Sensierfaden.
In einigen Konfigurationen sind zwei leitende Fäden enthalten, wobei ein leitender Faden in jeder der Verstärkungsabschnitte eingebettet oder eingekapselt ist.
In einigen Konfigurationen sind zwei leitende Fäden an nur einer Seite des länglichen Hohlkörpers angeordnet.
In einigen Konfigurationen sind Paare von leitenden Fäden in eine Verbindungsschleife an einem Ende des länglichen Rohrs ausgebildet.
In einigen Konfigurationen sind die ein oder mehrere Fäden von der Lumenwand beabstandet.
In einigen Konfigurationen weist ein medizinischer Schaltungskomponente das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Inspirationsschlauch das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Exspirationsschlauch das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine PAP-Komponente das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine Insufflation-Schaltungskomponente das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine Sondierungskomponente das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst eine chirurgische Komponente das oben beschriebene medizinische Rohr.
In einigen Konfigurationen umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Rohres: spiralförmiges Wickeln eines länglichen Hohlkörpers um einen Dorn um ein längliches Rohr mit einer Längsachse zu bilden, wobei sich ein Lumen entlang der Langsachse erstreckt und eine hohle Wand das Lumen umgibt, wobei der längliche Hohlkörper im Querschnitt eine Wand aufweist, die zumindest einen Abschnitt des Hohlkörpers und zwei Verstärkungsabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des länglichen Körpers definiert, der einen Teil der Wand des Lumens bildet, wobei die beiden Verstärkungsabschnitte relativ dicker oder steifer sind als die wenigstens einen Teil des Hohlkörpers definierende Wand; und Verbinden benachbarter Verstärkungsabschnitte miteinander, so dass gegenüberliegende Kanten der Verstärkungsabschnitte benachbarte Windungen des länglichen Hohlkörpers berühren.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner, dass das Verbinden benachbarter Verstärkungsabschnitte miteinander verursacht, dass sich Kanten der Verstärkungsabschnitte überlappen.
In einigen Konfigurationen weist das Verfahren weiterhin die Zufuhr von Luft mit einem Druck größer als der atmosphärische Druck zu einem Ende des länglichen Hohlkörpers.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Kühlen des länglichen Hohlkörpers, um die benachbarten Verstärkungsabschnitte miteinander zu verbinden.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Extrudieren des länglichen Hohlkörpers.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Einbetten leitender Fäden in die Verstärkungsabschnitte.
In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ferner das Bilden von Paaren von leitenden Fäden in eine Verbindungsschleife an einem Ende des länglichen Rohres.
Für die Zwecke der Zusammenfassung der Erfindung sind bestimmte Aspekte, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung hier beschrieben worden. Es ist zu verstehen, dass nicht notwendigerweise alle derartigen Vorteile gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung erzielt werden können. Somit kann die Erfindung in einer Weise verkörpert oder ausgeführt werden, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen erzielt oder optimiert, wie sie hier gelehrt werden, ohne notwendigerweise andere Vorteile zu erzielen, wie sie hier gelehrt oder vorgeschlagen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen, die die vorliegende Erfindung veranschaulichen aber nicht einschränkend sein sollen.
1 ist eine vereinfachte Ansicht eines Befeuchtungssystems, das gemäß bestimmten Merkmalen, Aspekten und Vorteilen der vorliegenden Erfindung angeordnet und konfiguriert ist.
1A ist eine vereinfachte Darstellung eines Befeuchtungssystems.
1B ist eine Insufflationssystem nach zumindest einer Ausführungsform.
2 ist eine Seitenansicht einer Befeuchtungskammer, die für die Verwendung mit bestimmten Merkmalen, Aspekten und Vorteilen der vorliegenden Erfindung angeordnet und konfiguriert ist.
2A zeigt ein Blockdiagramm einer Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem, das mit einem Steuergerät eines Befeuchtungssystems integriert ist.
2B veranschaulicht ein beispielhaftes Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem in einer Befeuchtungskammer mit begleitenden Spannungsquelle und Detektionssystem.
2C zeigt ein beispielhaftes Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem in einer Befeuchtungskammer mit einem Dochtmaterial entlang einer Innenwand.
2D zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Nachweis von Flüssigkeitspegeln in einer Befeuchtungskammer.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Befeuchtungskammer von 2 mit Dichtungen eingefügt in Aperturen, die in Öffnungen der Befeuchtungskammer ausgebildet sind.
4 ist eine Schnittansicht durch eine der Dichtungen und einen Einlassanschluss der Befeuchtungskammer.
5 ist eine Draufsicht auf die Dichtung von 4, die im wesentlichen die gleiche ist wie die Unteransicht der Dichtung.
6 ist eine Seitenansicht der Dichtung von 4, die im wesentlichen die gleiche wie die gegenüberliegende Seitenansicht der Dichtung.
7 ist eine Vorderansicht der Dichtung von 4.
8 ist eine Rückansicht der Dichtung der 4.
9 ist eine perspektivische Ansicht der Dichtung von 4.
10 ist eine Schnittansicht durch eine der Dichtungen und einen Auslassanschluss der Befeuchtungskammer.
11 ist eine Seitenansicht der Dichtung von 10, die im wesentlichen die gleiche ist wie die gegenüberliegende Seitenansicht der Dichtung.
12 ist eine Draufsicht der Dichtung 10, die im wesentlichen die gleiche ist wie die Unteransicht der Dichtung.
13 ist eine Vorderansicht der Dichtung aus 10.
14 ist eine Rückansicht der Dichtung der 10.
15 ist eine perspektivische Ansicht der Dichtung von 10.
16 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Dichtungen aus 4 und 10 zusammen mit entsprechenden Sensoren.
17 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Kammer mit einem Anschluss, einer Hülse und einem vorgespannten Sensor.
18A ist eine perspektivische Ansicht einer Dichtung.
18B ist eine Seitenansicht der Dichtung von 18A.
18C ist eine weitere perspektivische Ansicht der Dichtung von 18A.
18D ist eine Schnittansicht der Dichtung von 18A.
18E ist eine perspektivische Ansicht der Dichtung von 18A, gezeigt auf einem Anschluss einer Befeuchtungskammer.
18F ist eine weitere perspektivische Ansicht der Dichtung und der Kammer aus 18E.
18G ist eine weitere perspektivische Ansicht der Dichtung und der Kammer aus 18E.
19A ist eine Seitenansicht einer Dichtung.
19B ist eine Schnittansicht der Dichtung von 19A.
19C ist eine perspektivische Ansicht der Dichtung von 19A.
20A ist eine Seitenansicht einer Dichtung.
20B ist eine Seitenansicht einer Dichtung.
20C ist eine Seitenansicht einer Dichtung.
21 ist eine perspektivische Ansicht einer Kartusche mit den befestigten Sensoren.
22 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Kartusche und Sensoren.
23 ist eine Draufsicht der Kartusche und Sensoren.
24 ist eine Rückansicht der Kartusche und Sensoren.
25 ist eine linke Seitenansicht der Kartusche und Sensoren.
26 ist eine Vorderansicht der Kartusche.
27 ist eine rechte Seitenansicht der Kartusche und Sensoren.
28 ist eine Unteransicht der Kartusche und Sensoren.
29 ist eine perspektivische Ansicht der Kartusche, die mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt ist.
30 ist eine Draufsicht der Kartusche, die mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt ist.
31 ist eine Vorderansicht der Kartusche, die mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt ist.
32 ist eine rechte Seitenansicht der Kartusche, die mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt ist.
33 ist eine Rückansicht der Kartusche, die mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt ist.
34 ist eine linke Seitenansicht der Kartusche, die mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt ist.
35 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die zeigt, wie die Kartusche mit der Befeuchtungskammer zusammengesetzt wird.
36 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die zeigt, wie eine alternative Kartusche mit einer alternativen Befeuchterkammer zusammengesetzt wird.
37A zeigt eine Seitendraufsicht eines Abschnitts eines beispielhaften Verbundrohres.
37B zeigt einen Längsquerschnitt durch einen oberen Abschnitt eines Rohres ähnlich dem beispielhaften Verbundrohr aus 37A.
37C zeigt einen weiteren Längsschnitt, der ein erstes längliches Element in dem Verbundrohr veranschaulicht.
37D zeigt einen weiteren Längsschnitt eines oberen Bereichs eines Rohrs.
37E zeigt einen weiteren Längsschnitt eines oberen Bereichs eines Rohres.
37F zeigt ein Rohr, wobei ein Teil davon im Längsquerschnitt freigelegt ist.
37G zeigt einen Längsquerschnitt eines Abschnitts eines Rohres ähnlich dem beispielhaften Rohr von 37F.
Die 37H–L zeigen Variationen eines Rohres, das angepasst wird, um erhöhte seitliche Ausdehnung im Rohr bereitzustellen.
Die 37V–Z zeigen einen gestreckten Zustand der in den 37H–L gezeigten Rohre.
38A zeigt ein Vorder/Draufsicht-Schnittschema einer Flexibilitätstestvorrichtung.
38B zeigt ein Vorder/Draufsicht-Schnittschema von Rollen auf der Flexibilitätstestvorrichtung von 38A.
38C–38F zeigen eine Flexibilitätstestvorrichtung im Einsatz. 38C und 38E zeigen eine vorder/perspektivische Ansicht von Proben im Test in der Testvorrichtung. 38D und 38F zeigen eine rück/perspektivische Ansicht von Proben im Test in der Testvorrichtung.
39A zeigt eine Druckfestigkeitsttestvorrichtung.
39B zeigt eine Darstellung der Belastung gegenüber der Erweiterung, die für die Bestimmung der Druckfestigkeit verwendet wird.
40A zeigt einen Querschnitt durch ein zweites längliches Element in dem Verbundrohr.
40B zeigt einen weiteren Querschnitt durch ein zweites längliches Element.
40C zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
40D zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
40E zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
40F zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
40G zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
40H zeigt eine alternative Ausführungsform des zweiten länglichen Elements.
41A zeigt einen Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundrohres.
41B zeigt ein spiralförmig gewickeltes zweites längliches Element.
41C zeigt einen weiteren Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundrohres.
41D zeigt einen weiteren Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundrohres.
41E zeigt einen weiteren Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundrohres.
41F zeigt einen weiteren Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundrohres.
Die 41G-41I zeigen Beispielkonfigurationen von Längsquerschnitten von Rohren.
Die 41J-41Q zeigen ein alternatives Verfahren zum Bilden eines Rohres.
Die 42A-42B zeigen ein weiteres Beispiel, das veranschaulicht, wie ein einziger länglicher Hohlkörper spiralförmig gewickelt wird, um ein medizinisches Rohr zu bilden.
42C-42F zeigen Beispiele davon, wie andere einzige längliche Hohlkörper spiralförmig gewickelt werden, um ein medizinisches Rohr zu bilden.
Die 43A bis 43L zeigen ein allgemeines Ablaufdiagramm und detailliertere schematische Darstellungen und Fotografien bezüglich eines Verfahrens zum Anbringen eines Verbinders an dem Ende des Rohres, das im Einsatz ausgebildet ist, um einen Befeuchter verbunden zu werden.
Die 44A bis 44I zeigen schematische Darstellungen bezüglich eines zur Befestigung eines Rohres an einer Patientenschnittstelle geeigneten Verbinders.
Die 45A-45E zeigen schematische Darstellungen bezüglich eines zur Befestigung eines Rohres an einem Befeuchteranschluss, einer Patientenschnittstelle oder jeder anderen geeignete Komponente geeigneten Verbinders.
Die 46A-46F zeigen einen Verbinder, der für medizinische Schaltungen eingesetzt werden kann, durch die elektrische Leitungen laufen.
47 ist eine schematische Darstellung eines koaxialen Rohres, nach zumindest einer Ausführungsform.
Die 48A–48C zeigen Beispiele von ersten länglichen Elementenformen, die konfiguriert sind, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern.
Die 48D–49F zeigen Beispiele von Fadenanordnungen, die konfiguriert sind, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern.
Die 49A–49C zeigen Beispiele vom Stapeln von ersten länglichen Elementen.
Die 50A–50D zeigen Krümmungsradiuseigenschaften von Rohren gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bestimmte Ausführungsformen und Beispiele der Befeuchtungssysteme und/oder Flüssigkeitspegel-Mess-Systeme werden hier beschrieben. Der Fachmann wird erkennen, dass die Offenbarung über die spezifisch offenbarten Ausführungsformen und/oder Verwendungen und naheliegende Modifikationen und Äquivalente davon hinausgeht. Somit ist es beabsichtigt, dass der Umfang der hierein geoffenbarten Offenbarung nicht durch hier beschriebene besondere Ausführungsformen beschränkt werden sollte.
Befeuchtungssystem
Die 1 und 1A veranschaulichen ein Atemluftbefeuchtungssystem 20, das eine Sensoranordnung 22, ein Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222, Verbundrohre und/oder andere Merkmale, die gemäß bestimmten Merkmalen, Aspekten und Vorteilen der vorliegenden Offenbarung angeordne und konfiguriert sind, umfassen kann. Die Sensoranordnung 22, das Sensorsystem 222, die Verbundrohre und die anderen Merkmale werden hier in Verbindung mit dem Atemluftbefeuchtungssystem 20 dargestellt und beschrieben, können aber Anwendbarkeit in anderen Anwendungen, die die Zufuhr eines erwärmten und befeuchteten Gasstroms an einen Benutzer oder einen Patienten finden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Laparoskopie, Belüftung und dergleichen.
Das dargestellte Atemluftbefeuchtungssystem 20 umfasst eine Druckgasquelle 30. In einigen Anwendungen umfasst die Druckgasquelle 30 einen Lüfter, Gebläse oder ähnliches. In einigen Anwendungen umfasst die Druckgasquelle 30 einen Ventilator oder eine andere Überdruckerzeugungseinrichtung. Die Druckgasquelle 30 weist einen Einlass 32 und einen Auslass 34 auf.
Die Druckgasquelle 30 liefert einen Fluidstrom (z. B. Sauerstoff, Narkosegase, Luft oder dergleichen) zu einer Befeuchtungseinheit 40. Der Fluidstrom strömt aus dem Auslass 34 der Druckgasquelle 30 zu einem Einlass 42 der Befeuchtungseinheit 40. In der dargestellten Konfiguration wird die Befeuchtungseinheit 40 separat von der Druckgasquelle 30 mit dem Einlass 42 der mit dem Auslass 34 der Druckgasquelle 30 mit einer Leitung 44 verbundenen Befeuchtungseinheit 40 gezeigt. In einigen Anwendungen können die Druckgasquelle 30 und die Befeuchtungseinheit 40 in einem einzigen Gehäuse integriert werden.
Während andere Typen von Befeuchtungseinheiten mit bestimmten Merkmalen, Aspekten und Vorteilen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist die dargestellte Befeuchtungseinheit 40 ist Pass-Over-Befeuchter, der eine Befeuchtungskammer 46 umfasst, und der Einlass 42 zu der Befeuchtungseinheit 40 umfassteinen Einlass zu der Befeuchtungskammer 46. In einigen Konfigurationen umfasst die Befeuchtungskammer 46 einen Kunststoffformkörper 50 mit einer dazu dicht verbundenen wärmeleitenden Basis 52. Ein Kompartiment kann innerhalb der Befeuchtungskammer 46 definiert werden. Das Kompartiment ist geeignet, eine Wassermenge aufzunehmen, die durch die durch die Basis 52 geführte Wärme beheizt werden kann. In einigen Anwendungen wird die Basis 52 angepasst, um eine Heizerplatte 54 zu kontaktieren. Die Heizplatte 54 kann durch eine Steuereinheit 56 oder eine andere geeignete Komponente gesteuert werden, so dass die in das Wasser übertragene Wärme variiert werden kann.
Mit Bezug auf 2 umfasst in der dargestellten Konfiguration der Körper 50 der Befeuchtungskammer 46 einen Anschluss 60, die den Einlass 42 definiert, und der Körper 50 umfasst auch einen Anschluss 62, die einen Auslass 64 der Befeuchtungskammer 46 definier. In einigen Konfigurationen können eine oder mehrere der Anschlüsse 60, 62 an einem Ende einer Leitung oder als Verbinder ausgebildet sein. In einigen Konfigurationen können die Anschlüsse 60, 62 einen Abschnitt haben, der innerhalb einer Apertur der Kammer aufgenommen wird. Als in der Befeuchtungskammer 46 enthaltenes Wasser erwärmt wird, wird Wasserdampf mit Gasen gemischt, die in die Befeuchtungskammer 46 durch den Einlassanschluss 60 eingeführt werden. Die Mischung von Gasen und Wasserdampf tritt aus der Befeuchtungskammer 46 über den Auslassanschluss 62.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann eine Inspirationsleitung 70 oder ein anderer geeigneter Gastransportweg mit dem Auslass 64 verbunden werden, der den Austrittsanschluss 62 der Befeuchtungseinheit 40 definiert. Die Leitung 70 vermittelt in Richtung eines Benutzers das Gemisch aus Gasen und Wasserdampf, das aus der Befeuchtungskammer 46 austritt. Eine Kondensationsverringerungskomponente kann entlang zumindest einem Abschnitt der Leitung 70 positioniert werden. In der dargestellten Konfiguration umfasst ein Heizelement 72, das entlang mindestens einem Abschnitt der Leitung 70 positioniert ist. Das Heizelement 72 kann die Temperatur des von der Leitung 70 beförderten Gase/Wasserdampf-Gemischs erhöhen oder erhalten. In einigen Konfigurationen kann das Heizelement 72 einen Draht sein, der eine Widerstandsheizung definiert. Andere Konfigurationen sind möglich. Durch Erhöhen oder Erhalten der Temperatur des Gase/Wasserdampf-Gemischs ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Wasserdampf aus dem Gemisch auskondensiert.
Eine Abgabekomponente, wie eine Schnittstelle 74 zum Beispiel, aber ohne Einschränkung, kann vorgesehen sein, um die Leitung 70 an den Benutzer zu verbinden. In der dargestellten Konfiguration umfasst die Schnittstelle 74 eine Maske. Darüber hinaus umfasst in der dargestellten Konfiguration die Schnittstelle 74 eine Maske, die sich über den Mund und die Nase des Benutzers erstreckt. Jede geeignete Schnittstelle 74 kann verwendet werden. In einigen Anwendungen können bestimmte Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung mit Intubationskomponenten, Laparoskopiekomponenten, Insufflatoren oder dergleichen verwendet werden. In einigen Anwendungen, wie beispielsweise solche, die mit einem Ventilator verwendet werden, kann eine geeignete Armatur (beispielsweise ein Y-Stück 75) zwischen dem Benutzer und der Leitung 70 angeordnet werden, so dass eine Ausatmungsleitung 71 zwischen dem Benutzer und einem Einlass des Ventilators verbunden werden kann, zum Beispiel aber ohne Einschränkung.
Wie oben diskutiert, können die Sensoranordnung 22, Schläuche und andere hierin dargestellte und beschriebene Merkmale in Verbindung mit der laparoskopischen Chirurgie verwendet werden, die auch Minimal-invasive Chirurgie oder Schlüsselloch-Chirurgie genannt wird. Während einer laparoskopischen Chirurgie mit Insufflation kann es wünschenswert sein, dass das Insufflationsgas (üblicherweise CO2) befeuchtet wird, bevos er in die Bauchhöhle geführt wird. Dies kann dazu beitragen, dass die Wahrscheinlichkeit von ”Austrocknen” der inneren Organe des Patienten reduziert oder beseitigt wird, und kann die benötigte Zeit für die Erholung von der Operation verringern. 1B zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Insufflationssystems 701, das einen Insufflator 703 aufweist, der einen Strom von Insufflationsgasen bei einem Druck oberhalb atmosphärischen Druckes zur Abgabe in die Bauch- oder Peritonealhöhle des Patienten 705. Die Gase gehen in eine Befeuchtungseinheit 707, einschließlich ein Heizungsgrundplatte 709 und Befeuchterkammer 711, mit der Kammer 711 im Einsatz in Kontakt mit der Heizungsgrundplatte 709, so daß die Heizungsgrundplatte 709 Wärme an die Kammer 711 liefert. Im Befeuchter 707 werden die Insufflationsgase durch die Kammer 711 gegeben, so dass sie auf ein angemessenes Niveau von Feuchtigkeit befeuchter werden. Das System 701 umfasst eine Förderleitung 713, die befeuchtete Insufflationsgase von der Befeuchterkammer 711 an die Bauchhöhle oder Operationsstelle des Patienten 705. Ein Rauchabzugssystem 715, das aus dem Körperhohlraum des Patienten 705 führt, umfasst eine Entladungs- oder Abgasschenkel 717, eine Abgabevorrichtung 719 und einen Filter 721.
In einigen Konfigurationen kann die Förderleitung 713 auch Rauch behalten, statt (oder zusätzlich zu) der Verwendung eines Rauchabzugssystems. Zum Beispiel kann in einigen Konfigurationen, anstatt Rauch aus der Körperhöhle des Patienten durch ein Evakuierungssystem zu evakuieren, das Rauch abgesaugt, zurückgezogen oder in und zurück durch den Weg der Leitung 713 (d. h. in und durch die Außenwände des Rohres) geleitet werden. Der Weg 203 könnte einen Filter/absorbierenden Medium enthalten, um den Rauch zu empfangen. Die Leitung könnte im Allgemeinen nach der Operation wegwerfbar sein, damit es nicht danach gereinigt werden muss. Ein Ventil oder eine andere Art von Abgabeanordnung (z. B. Abgabeanordnung 719) kann zwischen dem Hohlraum und dem Weg 203 eingebracht werden, um den Rauch nach/während der Operation in den Weg zu führen.
Sensier- und Steurungssystem
Die Steuereinheit 56 der Befeuchtungseinheit 40 kann den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Atemluftbefeuchtungssystems 20 steuern. Während die dargestellte Konfiguration mit einer einzigen Steuereinheit 56 gezeigt wird, können mehrere Steuereinheiten in anderen Konfigurationen verwendet werden. Die mehreren Steuereinheiten können kommunizieren oder ihnen kann getrennte Funktionen gegeben werdeb, und daher müssen die Steuereinheiten nicht kommunizieren. In einigen Konfigurationen kann die Steuereinheit 56 einen Mikroprozessor, einen Prozessor oder eine Logikschaltung mit zugehörigem Hauptspeicher oder Speicher, der Softwarecode für ein Computerprogramm enthält, umfassen. In solchen Konfigurationen kann die Steuereinheit 56 den Betrieb des Befeuchtungssystems 20 gemäß Anweisungen, wie beispielsweise in dem Computerprogramm enthalten sind, und auch als Reaktion auf externe Eingaben.
In einigen Konfigurationen kann die Steuereinheit 56 Eingaben von einem Heizplattensensor 80 erhalten. Der Heizplattensensor 80 kann der Steuereinheit 56 Informationen über die Temperatur und/oder den Stromverbrauch der Heizplatte 54 bereitstellen. In einigen Konfigurationen kann ein weiterer Eingabe an die Steuereinheit 56 eine Benutzereingabekomponente 82 sein. Die Benutzereingabekomponente 82 kann einen Schalter, einen, ein Zifferblatt einen Knopf oder eine andere geeignete Steuereingabevorrichtung umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Bildschirme und dergleichen. Die Benutzereingabekomponente 82 kann durch den Anwender, einen Arzt oder eine andere Person betätigt werden, um die gewünschte Temperatur von an den Benutzer zu liefernden Gasen, eine gewünschte Luftfeuchtigkeit von zu liefernden Gasen, oder beides einzustellen. In einigen Konfigurationen kann die Benutzereingabekomponente 82 betätigt werden, um andere Betriebseigenschaften des Befeuchtungssystems 20 zu steuern. Zum Beispiel kann die Benutzereingabekomponente 82 die durch das Heizelement 72 gelieferte Heizung oder jede gewünschte Eigenschaft des Luftstroms (beispielsweise Druck, Strömungsgeschwindigkeit, etc.) steuern.
Flüssigkeitspegel-Sensiersystem
Die Steuereinheit 56 empfängt auch Eingaben von dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222. Der Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann einen oder mehrere an oder in der Nähe der Kammer 46 oder der Basis 52 positionierten Sensoren umfassen. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 can eine Spannungsquelle und ein Detektionssystem zur Bestimmung von Flüssigkeitspegeln in der Kammer 46 enthalten, wie hierin beschrieben. Die Steuereinheit 56 kann Informationen über den Flüssigkeitspegel von dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 empfangen und in Reaktion auf die Flüssigkeitspegelinformationen die Steuereigenschaften einstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 56 den Benutzer über Flüssigkeitspegelbedingungen durch die Benutzerschnittstellenkomponente 82 informieren.
2 zeigt ein Beispiel einer Befeuchtungskammer 46 mit einem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 gemäß einigen Ausführungsformen. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann einen oder mehrere Sensoren 200 enthalten. Die Sensoren 200 können so positioniert werden, dass sie kapazitiv und/oder leitend miteinander und/oder mit Masse gekoppelt sind. Die Kapazität von einem oder mehreren der Sensoren 200 kann in Antwort auf Änderungen der Flüssigkeitspegel geändert werden. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann diese Änderungen erfassen und einen Fluidpegel oder einen Fluidpegelzustand (beispielsweise von wasserlos, Kammerüberfüllung, etc.), der zumindest teilweise auf der Änderung der Kapazität der einen oder mehrere Sensoren 200 basiert, bestimmen.
Die Befeuchtungskammer 46 kann einen Körper 50 mit zumindest einer nicht-leitfähigen Wand 53 umfassen. wie einem isolierenden Material aufweisen, die zumindest eine nicht-leitfähige Wand 53. Die nichtleitende Wand 53 kann aus jedem geeigneten Material, das nicht effektiv Strom leitet, wie z. B. einem isolierenden Material, hergestellt werden. Die Befeuchtungskammer 46 umfasst eine mit dem Körper 50 versiegelten Basis 52. Die Basis 52 kann aus jedem geeigneten elektrisch leitenden Material, jedem geeigneten elektrisch nicht leitenden Material oder einer Kombination von elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Materialien hergestellt sein. Zum Beispiel kann die Basis 52 ein leitendes Material umfassen, das mit einem nicht-enden Material bedeckt wird. In einigen Ausführungsformen ist die Basis 52 aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt, bei dem eine Basiselektrode 206 vorhanden ist.
Das Flüssigkeitsabtastungssystem 222 umfasst eine auf oder nahe einer Außenfläche der nichtleitenden Wand 53 positionierte Sensorelektrode 202. Die Sensorelektrode 202 kann aus einem leitenden Material, wie einem Metall, hergestellt sein. Die Sensorelektrode 202 kann auf die nichtleitende Wand 53 mit beliebigen herkömmlichen Mitteln befestigt werden. In einigen Ausführungsformen ist die Sensorelektrode 202 an der nicht-leitenden Wand 53 entfernbar befestigt, um Neupositionierung der Sensorelektrode 202 zu ermöglichen, bzw. zu erlauben, dass sie mit einer anderen Befeuchtungskammer 46 verwendet wird.
Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann eine an einer Innenfläche der nichtleitenden Wand 53 befestigten Brücke 204 umfassen. Die Brücke 204 ist aus einem leitenden Material hergestellt, und ist an oder nahe der Innenfläche der nichtleitenden Wand 53 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist die Brücke 204 an der Innenfläche der nichtleitenden Wand 53 mit beliebigen herkömmlichen Mitteln befestigt, so dass die Brücke 204 als Antwort auf Veränderungen in einem Flüssigkeitspegel in der Kammer 46 im wesentlichen stationär bleibt. Die Brücke 204 kann relativ nahe einer Position der Sensorelektrode 202 auf der Außenfläche der nichtleitenden Wand 53 positioniert werden. Die relativen Positionen der Sensorelektrode 202 und der Brücke 204 können so konfiguriert werden, um einen diskreten und messbaren Anstieg der Kapazität der Sensorelektrode 202 zu erzeugen, wenn eine Flüssigkeit in Kontakt mit der Brücke 204 kommt. Eine messbare Änderung kann jegliche Änderung in der Kapazität sein, die durch das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 festgestellt wird, wie ausführlicher hierin beschrieben wird. Durch Anordnen der Brücke 204 in der Kammer 46 kann eine plötzliche und diskrete Zunahme der Kapazität beobachtet werden, wenn eine Flüssigkeit in Kontakt mit der Brücke 204 kommt. Es sollte verstanden werden, dass die Brücke 204 nicht elektrisch mit der Sensorelektrode 202 über physikalische Verbindungen verdrahtete Einrichtungen gekoppelt wird, sondern sie ist kapazitiv mit der Sensorelektrode 202 gekoppelt, wenigstens teilweise auf der Basis der elektrischen Eigenschaften von jeder und/oder ihrer physischen Nähe. Darüber hinaus ist die Brücke 204 mit keiner anderen Komponente des Flüssigkeitsabtastungssystems 222 über verdrahtete Einrichtungen gekoppelt. Stattdessen kann die Brücke 204 kapazitiv an eine Basiselektrode 206 gekoppelt werden, wo die Kammer 46 eine nichtleitende Flüssigkeit enthält, oder die Brücke 204 kann leitend mit der Basiselektrode 206 gekoppelt sein, wo die Kammer 46 eine leitfähige Flüssigkeit, die einen elektrisch leitenden Weg zwischen der Brücke 204 und der Basis 52 bietet, enthält. Es gibt also keine Drähte oder Kabel, die von außerhalb der Kammer 46 innerhalb in die Kammer 46 hineingelangen, wie bei anderen Systemen, bei denen ein Sensor in einer Kammer angeordnet ist. Dies ermöglicht, dass die Struktur der Befeuchtungskammer 46 frei von Wegen für Kabel oder Leitungen bleibt, die sich von außen in das Innere der Kammer 46 (die die Abdichtung erfordern kann, um zu vermeiden, dass Fluide durch die Wege verloren gehen) bei Verwendung des hierin bescriebenen Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222 gelangen.
Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann eine Basiselektrode 206 umfassen, die auf der Basis 52 der Befeuchtungskammer 46 positioniert wird. In einigen Ausführungsformen wirkt die Basis 52 als eine virtuelle elektrische Masse für das System 222, was bedeutet, dass es nicht elektrisch mit einer elektrischen Masse gekoppelt ist, sondern eine virtuelle elektrische Masse für das System 222 bereitstellt. In einigen Ausführungsformen ist die Basiselektrode 206 mit einer elektrischen Masse durch die Basis 52 gekoppelt (beispielsweise kann die Basis 52 eine virtuelle Masse bereitstellen, oder sie kann elektrisch mit Masse gekoppelt werden), durch eine elektrische Schaltung oder durch andere Mittel.
In manchen Ausführungsformen ist die Sensorelektrode 202 nicht gegenüber der Brücke 204 angeordnet, wie in 2 dargestellt Die Sensorelektrode 202 kann an anderen Orten positioniert werden und/oder relativ zu der Brücke 204 bewegt werden, und immer noch eine diskrete und messbare Kapazitätsänderung, wie hier beschrieben, erfahren. Dies liegt zumindest teilweise an der Änderung der Kapazität der Sensorelektrode 202, wenn Flüssigkeit die Brücke 204 kontaktiert. Dies ermöglicht eine flexible Positionierung der Sensorelektrode 202. Die Sensorelektrode 202 kann angeordnet werden, um verschiedene Ausführungen des Körpers 50 aufzunehmen. Zum Beispiel können einige Befeuchtungskammern so geformt sein, dass es mechanische Beschränkungen gibt, die verhindern, dass die Sensorelektrode 202 auf einer Außenfläche gegenüber der Brücke 204 aufgebracht wird. Es kann wünschenswert sein, die Sensorelektrode 202 weiter von der Basis 52 zu bewegen, im Vergleich zu der Position der Brücke 204. Dies kann die Änderung der Kapazität gegenüber Masse durch Erhöhung eines Abstands zwischen dem Boden (beispielsweise der Basis 52) und der Sensorelektrode 202 erhöhen. Da die Kapazität der Sensorelektrode 202 sich ändert, wenn Flüssigkeit die Brücke 204 kontaktiert, selbst dann, wenn die beiden gegeneinander versetzt sind, kann die Sensorelektrode 202 vertikal von der Brücke 204 verschoben werden (zum Beispiel weiter von der Basis 52 als die Brücke 204). Dies ermöglicht dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222, Flüssigkeitspegel unterhalb der Position der Sensorelektrode 202 zu erfassen. Weiter kann die Sensorelektrode 202 größer als die Brücke 204 sein. Das kann ein Nachweis des Überfüllens ermöglichen, wo es eine erste diskrete Kapazitätsänderung gibt, wenn der Flüssigkeitspegel die Brücke 204 erreicht, und eine zweite diskrete Änderung der Kapazität, wenn der Flüssigkeitspegel die Sensorelektrode 202 erreicht. Durch Dimensionierung und Positionierung der Sensorelektrode 202, so daß die zweite diskrete Kapazitätsänderung auftritt, wenn der Flüssigkeitspegel sich der Oberseite der Kammer nähert, kann also das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 so konfiguriert sein, um einen Überfüllungszustand zu detektieren. Die Sensorelektrode 202 kann so bemessen und positioniert sein, dass die zweite diskrete Kapazitätsänderung auftreten kann, wenn der Flüssigkeitspegel eine beliebige gewünschte Höhe erreicht.
In manchen Ausführungsformen umfasst die Befeuchtungskammer 46 Behälter innerhalb des Körpers 50 zur Aufnahme einer Flüssigkeit, so dass die Flüssigkeit nicht die Wand 53 nicht kontaktiert. Solche Behälter können zum Beispiel Rohre oder andere solche Strukturen im Körper 50 der Befeuchtungskammer 46 umfassen. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann so konfiguriert werden, um Flüssigkeitspegel in einer solchen Befeuchtungskammer durch Positionieren der Brücke 204 in den Behältern zu bestimmen. Die Sensorelektrode 202 kann auf der Außenseite des Körpers 50 positioniert werden, wie zuvor. Somit gibt es, wenn die Flüssigkeit die Brücke 204 erreicht, eine ähnliche messbare Änderung der Kapazität des Systems, die von dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 erkannt werden kann.
2A zeigt ein Blockdiagramm eines Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222 mit einer Steuereinheit 56 einer Befeuchtungseinheit 40. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann eine Spannungsquelle 302, ein Erfassungssystem 304 und Flüssigkeitspegelsensoren 200 umfassen, die so konfiguriert sind, um eine Änderung der Kapazität des Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222 entsprechend einem Flüssigkeitspegelzustand zu detektieren, wie einem flüssigkeitslosen Zustand oder einem Kammerüberfüllungszustand. Die Steuereinheit 56 kann die Spannungsquelle 302 steuern und Signale von dem Erfassungssystem 304 erhalten, um den Flüssigkeitspegelzustand zu bestimmen. Die Steuereinheit 56 kann die Benutzerschnittstellenkomponente verwenden, um die Bestimmung des Flüssigkeitspegelzustandes zu steuern oder einen Benutzer über den Flüssigkeitspegelzustand zu informieren.
Die Steuereinheit 56 kann Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten umfassen, die verwendet sind, um die Befeuchtungseinheit 40 zu steuern. Die Steuereinheit 56 kann so konfiguriert sein, um die Spannungsquelle 302 zu steuern, Informationen von dem Detektionssystem 304 zu erhalten, Benutzereingaben von der Benutzerschnittstellenkomponente 82 zu empfangen, einen Flüssigkeitspegel in einer Kammer 46 zu bestimmen, und einen Flüssigkeitspegelzustand zu bestimmen. Die Steuereinheit 56 kann Module umfassen, die konfiguriert werden, um die angeschlossenen Komponenten zu steuern und die empfangenen Informationen zu analysieren. Die Steuereinheit 56 kann Datenspeicher zum Speichern erhaltener Informationen, Regelparameter, ausführbarer Programmen, und anderer solchen Informationen enthalten.
Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 umfasst eine Spannungsquelle 302, die an die Flüssigkeitspegelsensoren 200 gekoppelt wird, insbesondere den Elektrodensensor 202, der mit Bezug auf die 2, 2B und 2C beschrieben wird. Die Spannungsquelle 302 kann eine Quelle von Wechselstrom (”AC”) und variierender Spannung sein. Die Spannungsquelle 302 kann elektrisch mit der Sensorelektrode 202 gekoppelt sein.
Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 umfasst ein Detektionssystem 304, das mit den Flüssigkeitspegelabtastungssensoren 200 gekoppelt wird. Das Erfassungssystem 304 kann so konfiguriert werden, um eine Kapazitätsänderung in den Flüssigkeitspegelsensoren 200 zu messen. Beispielsweise kann das Erfassungssystem 304 die elektronische Schaltungen umfassen, die konfiguriert sind, um eine Spannung an der Sensorelektrode 202 zu erzeugen, die von der Versorgungsspannung von der Spannungsquelle 302 unterschiedlich sein kann. Die Differenz zwischen der Versorgungsspannung und der Spannung an der Sensorelektrode 202 kann auf die Kapazität des Systems 222 bezogen werden. Das Erfassungssystem 304 kann Datenerfassungshardware umfassen, die so konfiguriert ist, um ein Signal entsprechend einer/eines gemessenen Spannung, Kapazität, Widerstands oder einer Kombination davon zu erzeugen. Das Erfassungssystem 304 kann Messwerkzeuge umfassen, die so konfiguriert sind, um einen Wert zu erfassen und/oder anzuzeigen, der einer und/oder Kapazität, einer Spannung, einem Widerstand oder dergleichen entspricht.
Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann derart mit der Steuereinheit 56 gekoppelt werden, dass es Informationen zur Steuereinheit 56 senden kann, und Befehle davon empfangen kann. Beispielsweise kann der Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 einen Befehl von der Steuereinheit 56 empfangen, um eine von der Spannungsquelle 302 an die Sensorelektrode 202 zugeführte Spannung zu variieren. In einigen Ausführungsformen erzeugt die Spannungsquelle 302 eine definierte, bekannte oder programmierte Spannung, ohne Eingabe von der Steuereinheit 56. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann Informationen von dem Erfassungssystem 304 an die Steuereinheit. Die Steuereinheit 56 kann diese Informationen erhalten und analysieren, um einen Flüssigkeitspegelzustand zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 56 Informationen erhalten, die angeben, dass die Kammer flüssigkeitslos oder nahezu flüssigkeitslos ist. Die Steuereinheit 56 kann dann einen Flüssigkeitslos-Alarm, Benachrichtigung oder Signal erzeugen. In ähnlicher Weise kann die Steuereinheit Informationen erhalten, die angibt, dass die Kammer zu viel Flüssigkeit hat. Die Steuereinheit 56 kann dann einen Überfüllungs-Alarm, Benachrichtigung oder Signal erzeugen. In einigen Ausführungsformen analysiert das Erfassungssystem 304 die Informationen von den Flüssigkeitspegelsensoren 200, um den Flüssigkeitspegelzustand zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen empfangt die Steuereinheit 56 Informationen von dem Erfassungssystem 304 und kann diese Information analysieren, um einen Flüssigkeitspegelzustand zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 und/oder die Steuereinheit 56 so konfiguriert werden, um ein Volumen von vorhandener Flüssigkeit in der Befeuchtungskammer 46 zu bestimmen, zusätzlich zu oder anstelle der Bestimmung, ob die Kammer flüssigkeitslos ist oder zu viel Flüssigkeit hat. In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 56 die Flüssigkeitspegelinformation als Feedback bei der Steuerung anderer Systeme wie die Heizplatte 54 verwenden.
Die Benutzerschnittstellenkomponente 82 kann an die Steuereinheit 56 gekoppelt werden, um Informationen anzuzeigen und/oder Eingaben von einem Benutzer zu empfangen. Die Benutzerschnittstellenkomponente 82 kann beispielsweise Informationen über den Flüssigkeitspegel, eine von der Spannungsquelle 302 zugeführte Spannung, von dem Detektionssystem 304 erfasste Messungen, Ergebnisse von Analysen durch die Steuereinheit 56 oder einer beliebigen Kombination davon anzeigen. Die Benutzerschnittstellenkomponente 82 kann verwendet werden, um Steuerparameter einzugeben, wie eine Spannung, die an die Sensorelektrode 202 zuzuführen ist, die Eigenschaften der zugeführten Spannung (beispielsweise Frequenz, Amplitude, Form, etc.), eine Frequenz der vom Erfassungssystem 304 zu nehmenden Messungen, Schwellenwerte, die mit Messungen vom Erfassungssystem zur Verwendung bei der Bestimmung von flüssigkeitslosen oder überfüllter Zustände assoziert sind, oder einer Kombination davon.
Die Steuereinheit 56 ist konfiguriert, um mit den Modulen, Datenspeichern und externen Systemen der Befeuchtungseinheit 40 zusammenzuwirken. Die Steuereinheit 56 kann einen oder mehrere physikalische Prozessoren enthalten, und kann durch jede der anderen Komponenten verwendet werden, wie das Erfassungssystem 304, um Informationen zu verarbeiten. Die Steuereinheit 56 enthält die Datenspeicherung. Die Datenspeicherung kann physikalische Speicherung enthalten, die konfiguriert ist, um digitale Informationen zu speichern, und kann zu den anderen Komponenten der Befeuchtereinheit 40, wie beispielsweise das Flüssigkeitspegelabtastungssystem und die Benutzerschnittstellenkomponente 82, gekoppelt werden.
2B zeigt ein Beispiel eines Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222 in einer Befeuchtungskammer 46 mit zugehöriger Spannungsquelle 302 und Erfassungssystem 304. Die Befeuchtungskammer 46 kann eine nichtleitende Wand 53 umfassen, an die die Sensorelektrode 202 auf einer Außenseite der Wand 53 und eine leitende Brücke 204 auf der inneren Seite der Wand 53 befestigt sind. Die Befeuchtungskammer umfasst eine Basis 52, die mit der nichtleitenden Wand 53 dichtend verbunden wird. Eine Basiselektrode 206 kann an der Basis 52 angebracht werden, die als virtuelle Masse für die Basiselektrode 206 wirken kann, oder die Basiselektrode 206 kann durch andere Mittel mit Masse gekoppelt werden. Die Spannungsquelle 302 kann der Sensorelektrode 202 bereitstellen, die bezüglich Strom, Spannung, oder beides, variiert. Das Erfassungsssystem 304 kann an die Sensorelektrode 202 und die Basiselektrode gekoppelt werden, um Änderungen in der Kapazität zu messen. Durch Bestimmen einer Änderung in der Kapazität, kann das Erfassungssystem einen Flüssigkeitspegelzustand in der Befeuchtungskammer 46 bestimmen.
Wenn eine leitende Flüssigkeit in der Befeuchtungskammer 46 die Brücke 204 erreicht, wird die Brücke 204 leitend mit der Basiselektrode 206 gekoppelt. Dies erzeugt einen virtuellen Kurzschluss mit Masse von der Brücke 204, durch die Flüssigkeit hindurch, und auf den Boden. Die Brücke 204 ist ebenfalls kapazitiv mit der Sensorelektrode 202 gekoppelt. Das Schaffen eines virtuellen Kurzschlusses von der Brücke 204 an die Basiselektrode 206 kann die Kapazität des Systems ändern, die als eine diskrete Zunahme der Kapazität der Sensorelektrode 202 relativ zu Masse gemessen werden kann. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann diese diskrete Zunahme der Kapazität erkennen und kann einen entsprechenden Flüssigkeitspegelzustand bestimmen, wie hier genauer beschrieben.
Wenn eine nicht-leitende Flüssigkeit in der Befeuchtungskammer 46 die Brücke 204 erreicht, kann die nicht leitende Flüssigkeit als Dielektrikum in einem kapazitiven System wirken. Die Brücke 204 in diesem Szenario ist kapazitiv sowohl mit der Sensorelektrode 202 und der Basiselektrode 206 gekoppelt. Die Anwesenheit der nicht-leitenden Flüssigkeit an der Brücke 204 verursacht eine diskrete Änderung der Kapazität des Systems, die durch die Messung der Kapazität der Sensorelektrode 202 relativ zu Masse erfasst werden kann. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann diese Änderung der Kapazität erfassen und einen entsprechende Flüssigkeitspegel bestimmen, wie ausführlicher hierin beschrieben.
Wie in 2B dargestellt, kann die Sensorelektrode 202 vertikal relativ zu der Brücke 204 versetzt werden. Als Ergebnis kann das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 zwei diskrete Änderungen der Kapazität erfahren. Eine erste Änderung tritt auf, wenn die Flüssigkeit die Brücke 204 erreicht. Eine zweite Änderung tritt auf, wenn die Flüssigkeit die Sensorelektrode 202 erreicht. Das Erfassungssystem kann so konfiguriert werden, um die beiden diskreten Veränderungen zu erkennen und einen entsprechenden Flüssigkeitspegel zu bestimmen. Zum Beispiel kann die zweite diskrete Änderung dazu entsprechen, das die Kammer 46 zu viel Flüssigkeit oder einen Überfüllungszustand hat.
In manchen Ausführungsformen kann die Sensorelektrode 202 größer als die Brücke 204 sein. Die Vergrößerung kann zu einer Erhöhung der Kapazität führen, da die Kapazität im Allgemeinen einer physikalischen Größe eines Objekts korreliert wird. Diese Erhöhung der Kapazität kann die Empfindlichkeit des Systems auf Änderungen der Flüssigkeitsspiegel erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann der Anstieg in der Größe der Sensorelektrode 202 verwendet werden, um einen Überfüllungszustand zu erfassen, die zumindest teilweise durch eine Kapazitätsänderung verursacht wird, als die Flüssigkeitspegel über der Brücke 204 steiugen. Zum Beispiel können die Sensorelektrode 202 und die Brücke 204 einander gegenüberliegend positioniert werden. Da die Sensorelektrode 202 größer als die Brücke 204 ist, kann sie sich vertikal jenseits der Brücke 204 erstrecken. Als Ergebnis wird es, wenn der Flüssigkeitspegel die Brücke 204 erreicht, eine erste diskrete Änderung der Kapazität geben, und wenn der Flüssigkeitspegel über der Oberseite der Brücke 204 ist, wird es eine zweite diskrete Änderung der Kapazität geben, da der Flüssigkeitspegel von der gleichen Höhe sein wird wie die Spitze der Sensorelektrode 202. Diese Veränderungen in der Kapazität können verwendet werden, um verschiedene Flüssigkeitspegelzustände zu erkennen, einschließlich eines flüssigkeitslosen Zustands oder eines Überfüllungszustands.
In manchen Ausführungsformen ist das Erfassungssystem 304 so konfiguriert, um eine Änderung der Kapazität in dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222. Das Erfassungssystem 304 kann so konfiguriert werden, um diese Änderungen mit Volumen von Flüssigkeit in der Kammer 46 zu korrelieren. Wie sich die Flüssigkeitspegel erhöhen, zum Beispiel, kann die Kapazität der Sensorelektrode 202 in Bezug auf die Pegeländerungen ändern. Das Erfassungssystem 304 kann einen ungefähren Flüssigkeitspegelwert entsprechend einem Wert der Kapazität bestimmen. Auf diese Weise kann das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 den Wasserpegel in der Befeuchtungskammer 46 schätzen.
2C zeigt ein Beispiel eines Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222 in einer Befeuchtungskammer 46 mit einem Dochtmaterial 502 entlang einem Inneren einer nichtleitenden Wand 53. Das Dochtmaterial 502 ist so konfiguriert, um ein Mittel bereitzustellen, wodurch eine Flüssigkeit, das Material durch Kapillarwirkung hinaufbewegt, wenn Flüssigkeit in der Kammer 46 vorhanden ist. Dies ermöglicht dem Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222, um ein Vorhandensein einer Flüssigkeit in der Kammer 46 zu erfassen.
Wenn die Kammer 46 irgendeineleitende Flüssigkeit empfängt, wird die leitende Flüssigkeit das Dochtmaterial durch Kapillarwirkung aufsteigen. Nachdem die leitfähige Flüssigkeit eine Höhe erreicht, die der Höhe der Sensorelektrode 202 entspricht, verändert sich die Kapazität der Sensorelektrode 202, dadie leitfähige Flüssigkeit zumindest teilweise wegen der leitenden Verbindung mit der Basis 52 geerdet wird. Das Erfassungssystem 304 kann diese Änderung der Kapazität erkennen, und kann das Vorhandensein von Flüssigkeit in der Kammer 46 signalisieren. Dies kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob es in der Kammer 46 Flüssigkeit gibt, oder es einen flüssigleitslosen Zustand gibt.
2D zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 600 zum Erfassen von Flüssigkeitspegeln in einer Befeuchtungskammer 46 zumindest teilweise basierend auf der Bestimmung einer Änderung der Kapazität einer Sensorelektrode 202. Das beispielhafte Verfahren 600, wie hierin beschrieben, bietet mehrere vorteilhafte Funktionen. Ein solches Merkmal ist, dass das beispielhafte Verfahren 600 in einem System verwendet werden kann, wo die Befeuchterkammer 46 eine leitende oder nicht-leitende Flüssigkeit enthält, ohne die Art und Weise, in der die Methode funktioniert, zu verändern. Zum Beispiel funktioniert die Bestimmung eines Flüssigkeitspegels, der wenigstens teilweise auf einer Änderung der Kapazität zwischen der Sensorelektrode 202 und Masse basiert, wenn die Kammer 46 entweder leitende oder nicht leitende Flüssigkeiten enthält, wie hierin beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird das Verfahren als durch das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 durchgeführt beschrieben werden, aber jeder einzelne Schritt oder jede Kombination von Schritten kann von jedem der Bestandteile des Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222 oder der Steuereinheit 56 der Befeuchtungseinheit 40 durchgeführt werden.
Im Block 605 verwendet das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 eine Spannungsquelle 302, um ein veränderliche elektrische Leistung zu erzeugen, die an eine Sensorelektrode 202 gekoppelt wird, die an einer Außenfläche der nichtleitenden Wand 53 eines Körpers 50 der Befeuchtungskammer 46 angebracht wird. Die Spannungsquelle 302 kann ein elektrisches Signal, das bezüglich Strom, Spannung, oder beides variiert, produzieren. Zum Beispiel kann die Spannungsquelle 302 eine Wechselspannungsquelle sein. In einigen Ausführungsformen wird die Spannungsquelle 302 durch die Steuereinheit 56 gesteuert. In einigen Ausführungsformen ist die Spannungsquelle 302 unabhängig gesteuert oder sie erzeugt eine ausgewählte, bekannte, definierte oder vorgegebene elektrischen Leistung.
Im Block 610 bestimmt das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 eine Kapazität der Sensorelektrode 202 relativ zu Masse. Ein Erfassungssystem 304 kann Parameter des Flüssigkeitspegelabtastungssystems 222, wie beispielsweise Kapazität, Widerstand, Spannung oder eine Kombination davon messen. Das Erfassungssystem 304 kann diese Informationen verwenden, um eine Änderung in der Kapazität des Systems 222 zu erkennen.
Das Erfassungssystem 304 kann ein Schaltkreis umfassen, das so konfiguriert ist, um messbare Unterschiede in Parametern in Reaktion auf eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode 202 zu erzeugen. Beispielsweise kann das Erfassungssystem 304 ein Schaltkreis mit einem Spannungsteiler mit einem Widerstand in Reihe mit der Sensorelektrode 202. Die Spannungsquelle 302 kann eine Wechselspannung der Schaltung bereitstellen. Das Erfassungssystem 304 kann die Spannung über dem Widerstand und der Sensorelektrode 202 messen. Die Kapazität der Sensorelektrode 202 kann zumindest teilweise an den Werten der gemessenen Spannungen basierend berechnet werden. Als weiteres Beispiel kann das Erfassungssystem 304 ein Schaltkreis umfassen, das einen bekannten Kondensator in Reihe mit der Sensorelektrode 202 hat. Die Spannungsquelle kann eine Wechselspannung der Schaltung bereitstellen. Das Erfassungssystem 304 kann die Spannung über dem bekannten Kondensator und der Sensorelektrode 202 messen, und die Berechnung der Kapazität der Sensorelektrode 202 unternehmen. Andere bekannte Verfahren zur Bestimmung der Kapazität können durch das Detektionssystem 304 verwendet werden.
In manchen Ausführungsformen kann die Kammer 46 so konfiguriert werden, dass sie leitfähige Flüssigkeit aufnimmt. Die Sensorelektrode 202 kann kapazitiv mit der Brücke 204 gekoppelt sein, und die Brücke 204 kann leitend mit der Basiselektrode 206, die geerdet ist, gekoppelt sein. Durch die leitfähige Flüssigkeit wird die Brücke zu Masse, wodurch eine Kapazität zwischen der Sensorelektrode 202 und Masse durch die Brücke 204 geschaffen wird. In einigen Ausführungsformen kann die Kammer 46 so konfiguriert sein, um nicht-leitende Flüssigkeit aufzunehmen. Die Sensorelektrode 202 kann kapazitiv mit der Brücke 204 sein, und die Brücke 204 kann kapazitiv mit der Basiselektrode 206, die geerdet ist, gekoppelt sein. Dieses System schafft ein kapazitives System mit einem Dielektrikum, das sich auf die Kapazität zwischen der Sensorelektrode 202 und der Brücke 204, und zwischen der Brücke 204 und der Basiselektrode 206, die geerdet ist, auswirkt. In einigen Ausführungsformen umfasst die Kammer 46 ein Dochtmaterial auf einer Innenfläche der nicht-leitenden Wand 53. Die Kammer 46 ist so konfiguriert, um leitfähige Flüssigkeit, die sich auf das Dochtmaterial hinaufbewegt, wenn sie in die Kammer 46 gelegt wird. Wenn das leitende Material die Sensorelektrode 202 erreicht, wirkt die leitfähige Flüssigkeit, um die Kapazität der Sensorelektrode 202 zu ändern, wo die Sensor-Elektrode 202 kapazitiv mit der leitenden Flüssigkeit in dem Dochtmaterial, die an Masse gekoppelt ist, gekoppelt wird.
Im Block 615 bestimmt das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 einen Flüssigkeitspegel mindestens teilweise basierend auf der in Block 610 bestimmten Kapazität. Gemäß den mehreren hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen kann das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 ein Flüssigkeitsvolumen in der Kammer bestimmen, und/oder es kann einen Flüssigkeitspegelzustand, wie einen flüssigkeitslosen Zustand oder einen Überfüllungszustand bestimmen.
In Block 620 kann das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 eine auf den im Block 615 bestimmten Flüssigkeitspegel bezogene Benachrichtigung schaffen. Wird zum Beispiel ein flüssigkeitsloser Zustand bestimmt, kann das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 einen akustischen oder optischen Alarm für einen Benutzer produzieren, oder ein Signal an die Steuereinheit 56 der Befeuchtungseinheit 40 senden. Die Steuereinheit 56 kann die Steuerparameter zumindest teilweise basierend auf der empfangenen Benachrichtigung über den Flüssigkeitspegel ändern, wie das Aufhören, eine Heizplatte 54 mit Energie zu versorgen. Das Flüssigkeitspegelabtastungssystem 222 kann sein eigenes Benachrichtigungssystem enthalten oder die Benutzerschnittstellenkomponente 82 verwenden, um Betreiber oder Nutzer von Flüssigkeitspegelständen zu informieren.
Beispiele für Flüssigkeitspegelabtastungssystemen und zugehörigen Komponenten und Verfahren sind unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben worden. Die Figuren zeigen verschiedene Systeme und Module und Verbindungen zwischen ihnen. Die verschiedenen Module und Systeme können in verschiedenen Konfigurationen und Verbindungen kombiniert werden, und Verbindungen zwischen den verschiedenen Modulen und Systemen können physikalische oder logische Verknüpfungen repräsentieren. Die Darstellungen in den Figuren wurden vorgestellt, um Prinzipien bezüglich der Erfassung von Flüssigkeitspegeln mit kapazitiven und leitenden Techniken klar zu veranschaulichen, und Details zu Unterteilungen von Modulen oder Systemen sind zur Erleichterung der Beschreibung bereitgestellt worden, und nicht als Versuch, separate physische Ausführungsformen abzugrenzen. Die Beispiele und Figuren sollen veranschaulichen, und nicht den Umfang der hier beschriebenen Erfindung begrenzen. Zum Beispiel können die Prinzipien hierin auf einen Atemluftbefeuchter sowie andere Arten von Befeuchtungsanlagen, einschließlich Operationsluftbefeuchter, angewendet werden. Die Prinzipien hierin können in Atemanwendungen sowie in anderen Situationen, in denen Flüssigkeitspegelabtastung erwünscht ist.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff ”Prozessor” breit auf jede geeignete Vorrichtung, logischen Block, Modul, Schaltung oder Kombination von Elementen zum Ausführen von Befehlen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 56 irgendeine herkömmliche Allzweck- ein oder mehr Chip-Mikroprozessor wie etwa ein Pentium^®-Prozessor, ein MIPS^®-Prozessor, ein Power PC^®-Prozessor, ein AMD-Prozessor oder ein ALPHA^®-Prozessor umfassen. Zusätzlich kann die Steuereinheit 56 irgendeinen herkömmlichen Zweck-Mikroprozessor wie etwa einen digitalen Signalprozessor umfassen. Die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module und Schaltungen, die im Zusammenhang mit den hier offenbarten Ausführungsformen beschrieben sind, können mit einem Allzweckprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) oder einer anderen programmierbaren Logikvorrichtung, diskreten Gate oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder jeglicher Kombination davon, die die hierin beschriebenen Funktionen erfüllen sollen, implementiert oder ausgeführt werden. Die Steuereinheit 56 kann als eine Kombination von Berechnungseinrichtungen implementiert sein, zum Beispiel eine Kombination eines DSP und eines Mikroprozessors, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder irgendeiner anderen derartigen Konfiguration.
Die Datenspeicherung kann sich auf elektronische Schaltungen beziehen, die Speicherung und Abrufung von Informationen, in der Regel Computer- oder digitale Daten ermöglicht. Datenspeicherung kann sich auf externe Geräte oder Systeme, zum Beispiel Festplatten oder Solid-State-Laufwerken beziehen. Datenspeicherung kann sich auch auf schnelle Halbleiterspeicherung (Chips) beziehen, beispielsweise Random Access Memory (RAM) oder verschiedene Arten von Nur-Lese-Speicher (ROM), die direkt mit dem Kommunikationsbus oder der Steuereinheit 56 verbunden sind. Andere Speichertypen sind Blasenspeicher und Kernspeicher. Datenspeicherung kann physikalische Hardware sein, die so konfiguriert ist, um Informationen in einem nicht-transitorischen Medium speichern.
Fluss und Temperaturerfassungssystem
Mit Bezug auf 1 empfängt das Steuergerät 56 auch eine Eingabe von einem Stromsensor 84 und zumindest einem Temperatursensor 86. Jeder geeignete Strömungssensor 84 kann verwendet werden, und jeder geeignete Temperatursensor 86 kann verwendet werden. In einigen Konfigurationen kann der Stromsensor 84 einen Temperatursensor 86 umfassen.
Vorzugsweise ist der Durchflusssensor 84 zwischen der Umgebungsluft und der Befeuchtungskammer 46 positioniert. Weiter bevorzugt wird der Stromsensor 84 zwischen der Druckgasquelle 30 und der Befeuchtungskammer 46 positioniert. In den dargestellten Konfigurationen ist der Durchflusssensor 84 an dem Einlassanschluss 60 der Befeuchtungskammer 46 positioniert. In einigen Konfigurationen kann der Sensor 84 an einem Verbinder positioniert werden, der verwendet wird, um eine Leitung mit dem Einlassanschluss 60 zu koppeln. Der Sensor 84 kann auch an jeder geeigneten Stelle positioniert werden.
Vorzugsweise ist der Temperatursensor 86 zwischen der Befeuchtungskammer 46 und dem Anwender positioniert. Weiter bevorzugt ist der Temperatursensor 86 zwischen der Befeuchtungskammer 46 und der Schnittstelle 74 positioniert. In den dargestellten Konfigurationen ist der Temperatursensor 86 an dem Auslassanschluss 62 der Befeuchtungskammer 46 positioniert. In einigen Konfigurationen kann der Sensor 86 auf einem Verbinder positioniert werden, der verwendet wird, um eine Leitung mit dem Auslassanschluss 62 zu koppeln. Der Sensor 86 kann auch an jeder geeigneten Stelle positioniert werden.
Zumindest ein Teil von einem oder mehreren der Sensoren 84, 86 kann außerhalb eines durch das Befeuchtungssystem 20 definierten Strömungspfads montiert werden. In einigen Konfigurationen können einer oder mehrere der Sensoren 84, 86 für die Entfernung vom Strömungspfad konfiguriert werden, ohne auf den Strömungspfad durch das Befeuchtungssystem 20 direkt zuzugreifen. Vorzugsweise werden der eine oder die mehreren Sensoren 84, 86 so konfiguriert, um eine oder mehrere Eigenschaften der Strömung durch einen Teil des Strömungspfades durch das Befeuchtungssystem zu erfassen, während sie pneumatisch abgedichtet vom Strömungspfad bleiben.
Mit Bezug auf 2 weist in der dargestellten Konfiguration der Einlassanschluss 60 Apertur 90 auf. Die Apertur 90 erstreckt sich durch eine Wand des Einlassanschlusses 60 und sieht einen Kommunikationspfad durch die Wand des Einlassanschlusses 60 vor. In ähnlicher Weise umfasst in der dargestellten Konfiguration der Austrittsanschluss 62 eine Apertur 92. Die Apertur 92 erstreckt sich durch eine Wand des Austrittsanschlusses 62 und sieht einen Kommunikationspfad durch die Wand des Austrittsanschlusses 62 vor. In einigen Konfigurationen sind die Apertur 90 und die Apertur 92 jeweils um einen Zylinder mit einer Achse definiert und erstrecken sich die Achsen im wesentlichen parallel miteinander. Andere Konfigurationen sind möglich. Zusätzlich kann, während die dargestellten Konfigurationen die Aperturen 90, 92 in Abschnitte der Befeuchtungskammer 46 positionieren, eine oder mehrere der Aperturen an anderen Stellen an dem Befeuchtungssystem 20 positioniert werden.
Unter Bezugnahme nun auf 3 wird die Befeuchtungskammer 46 so gezeigt, dass eine erste Dichtung 100 innerhalb der Apertur 90 in der Einlaßöffnung 60 positioniert ist und eine zweite Dichtung 102 innerhalb der Apertur 92 in dem Austrittsanschluss 62 positioniert ist. Vorzugsweise verschließt die erste Dichtung 100 die Apertur 90 pneumatisch und die zweite Dichtung 102 verschließt vorzugsweise die Apertur 92 pneumatisch, so dass das innerhalb der jeweiligen Abschnitte des Befeuchtungssystems 20 definierten Gaspfad von der Umgebung durch die Dichtungen 100, 102 isoliert wird. Mit anderen Worten schließen die Dichtungen 100, 102 im wesentlichen die Aperturen 90, 92. Dementsprechend bilden in der dargestellten Konfiguration die Dichtungen 100, 102 eine Barriere, die die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass Flüssigkeit oder Gas durch die Aperturen 90, 92 hindurchtritt. Bei einigen Anwendungen sind mindestens eine der Dichtungen 100, 102, und vorzugsweise die beiden Dichtungen 100, 102 auch beständig gegen den Durchtritt von Wasserdampf.
Die erste Dichtung 100 und die zweite Dichtung 102 können aus jedem geeigneten Material gebildet sein. In einigen Anwendungen sind die erste Dichtung 100 und die zweite Dichtung 102 aus einem elastischen oder flexiblen Material gebildet. Vorzugsweise ist zumindest eine der Dichtungen 100, 102 vollständig aus einem elastischen oder flexiblen Material gebildet. In einigen Anwendungen ist mindestens ein Teil von mindestens einer der Dichtungen 100, 102 vollständig aus einem elastischen oder flexiblen Material gebildet. In einigen Anwendungen können eine oder mehrere der Dichtungen 100, 102 aus einem Material mit einer Shore-A-Härte zwischen etwa 20 und etwa 60, und weiter bevorzugt zwischen etwa 30 und etwa 40 gebildet werden. In einigen Anwendungen können eine oder mehrere der Dichtungen 100, 102 aus Silikon, Polyethylen oder thermoplastischem Polyurethan gebildet werden.
Bei einigen Anwendungen, wie diejenige, die in 17 gezeigt wird, kann mindestens ein Abschnitt mindestens einer der Dichtungen 100, 102 mit einem starren Material gebildet werden. Beispielsweise, aber ohne Beschränkung, kann mindestens ein Teil mindestens einer der Dichtungen 100, 102 aus einem Metall gebildet sein. Wenn zumindest eine der Dichtungen 100, 102 vollständig aus einem starren Material gebildet wird, ist die Dichtung vorzugsweise so konfiguriert, dass wiederholbarer Kontakt und Wärmeleitung zwischen der von der Dichtung 100, 102 gebildeten Barriere und einem zugehörigen Sensor bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen können die Dichtungen 100, 102 aus dem gleichen Material wie die Kammer 46 gebildet werden, aus einem anderen Material mit einer anderen (vorzugsweise höheren) thermischen Leitfähigkeit, oder einer Kombination davon gebildet werden. Wenn eine Kombination verwendet wird, wird vorzugsweise mindestens ein Teil einer Spitze 101, oder zumindest ein Abschnitt, der innerhalb der Apertur dem Strom ausgesetzt wird, und in einigen Konfigurationen das ultimative Ende der Spitze 101 der Dichtung aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit (z. B. Aluminium, Kupfer) gebildet ist. In einigen Konfigurationen wird die Spitze 101 so positioniert, dass die Dichtung 100, 102 sich zu einem axialen Zentrum der Apertur erstreckt. In einigen Konfigurationen wird die Spitze 101 so positioniert, dass die Dichtung 100, 102 mindestens die Hälfte der Querabmessung des Anschlusses 60, 62 durchquert. Die Dichtungen 100, 102 können integral mit der Kammer 46 gebildet werden oder, beispielsweise aber ohne Begrenzung, können umspritzt werden, pressgepasst und geklebt, zusammengeformt oder daran angeschweißt werden.
In manchen Ausführungsformen kann wenigstens eine der Dichtungen 100, 102 aus einer ersten, thermisch leitenderen Abschnitt gebildet werden, der so angeordnet ist, dass er ein Ende oder ein Erfassungsteil des zugehörigen Sensors 130, 132 und einen zweiten, thermisch weniger leitenden oder thermisch nichtleitenden Abschnitt aufnimmt. Der zweite Teil ist vorzugsweise so angeordnet dass er eine Leitung oder eine andere Übertragung von Wärme von dem Sensorelement oder der Spitze des Sensors 130, 132 in die umliegenden Teile der Vorrichtung eliminiert. Wenn der zugehörige Sensor 130, 132 beispielsweise einen Thermistor umfasst, isoliert der zweite Teil vorzugsweise im Allgemeinen oder im Wesentlichen thermisch den Thermistor. In anderen Worten könnte die Spitze des Thermistors in dem thermisch leitenderen ersten Abschnitt angeordnet werden, der in der Strömung von Gasen, die der Thermistor misst, positioniert werden kann. In einigen Konfigurationen kann der weniger thermisch leitende oder thermisch nicht leitende Abschnitt aus einem ein anderen Material als dem thermisch leitenden Abschnitt bestehen. In einigen Konfigurationen kann ein poröses Material oder ein Schaummaterial verwendet werden, um eine verbesserte Isolierung bereitzustellen. Bei einer solchen Anordnung wird weniger Wärme von dem ersten Abschnitt in die Umgebung durch den zweiten Teil durchgeführt. Die reduzierte Leitung ermöglicht es dem Thermistor, eine genauere Messung des Gases durch die Maximierung oder die Erhöhung der Wärmeübertragung zwischen dem ersten Teil und der Spitze des Thermistors vorzusehen.
In einigen Ausführungsformen können Mittel vorgesehen sein, um eine Zuverlässigkeit eines Kontakts zwischen dem zugehörigen Sensor und dem Spitzenabschnitt der Dichtung zu erhöhen. Beispielsweise kann in der Anordnung von 17 eine Feder oder jede andere geeignete Vorspannung oder jedes andere Dämpfungselement zwischen einem Sensor 130, 132 und einer Kartusche 160 zwischengestellt werden, die den Sensor 130, 132 trägt oder anderweitig unterstützt. Bei solchen Anordnungen wird das Element 103 (z. B. Feder, Vorspannelement oder Dämpfungselement) komprimiert, um eine relativ wiederholbare Kraft zwischen dem Ende des Sensors 130, 132 und der Spitze 101, beispielsweise aber ohne Begrenzung, bereitzustellen. In einigen Anwendungen kann eine flexible oder elastische Membran die Spitze 101 mit der Kammer 46 verbinden. In solchen Konfigurationen kann die Spitze 101 relativ zu mindestens einem Teil der Kammer 46 (einschließlich des Anschlusses 60, 62) verschiebbar sein. In anderen Worten kann sich die flexible oder elastische Membran mit dem Einsetzen des Sensors 130, 132 infolge des Kontakts des Sensors 130, 132 mit der Spitze 101 dehnen, um eine im Allgemeinen wiederholbare Kraft zwischen dem Ende des Sensors 130, 132 und der Spitze 101 unter Bereitstellung einer im Allgemeinen kontaktierenden thermische Masse an der Spitze 101 zu liefern.
In einigen Anordnungen umfaßt mindestens eine der Dichtungen 100, 102, und vorzugsweise die beiden, eine Funktion, wobei die Dichtung 100, 102 in Position innerhalb der jeweiligen Apertur 90, 92 behalten wird. Mit Bezug auf 4 umfasst die dargestellte erste Dichtung 100 einen äußeren Flansch 104 und einen inneren Flansch 106. Wie in 5 gezeigt ist ein Kanal 108 zwischen dem äußeren Flansch 104 und dem inneren Flansch 106 definiert. Der Kanal 108 ist weiter vorzugsweise so bemessen, dass er eine Wand 110 des Einlassanschlusses 60 aufnimmt. Weiter vorzugsweise ist der Kanal 108 so bemessen, dass er eine flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Abdichtung mit der Wand 110 bildet, die die Apertur 90 umgibt. In der in den 3–9 dargestellte Konfiguration weist eine Basisfläche des Kanals 108 eine Oberfläche, diezumindest teilweise gekrümmt oder geneigt ist, um die Abdichtung zwischen der Dichtung 100 und der die Apertur 90 definierenden Wand zu verbessern. In einigen Konfigurationen, wie diejenige, die in den 18A–18G gezeigt wird, kann die Basisoberfläche im wesentlichen eben sein, statt mindestens teilweise gekrümmt oder geneigt.
In einigen Anordnungen kann mindestens eine der Dichtungen 100, 102 permanent oder zumindest semi-permanent an den Aperturen 90, 92 befestigt sein. In einigen Anordnungen kann mindestens eine der Dichtungen 100, 102 entfernbar und auswechselbar sein. Die Dichtungen 100, 102 können so konfiguriert werden, dass sie eine Nutzungsdauer ähnlich der von einer der anderen Komponenten aufweisen. Zum Beispiel können die Dichtungen 100, 102 vorzugsweise eine Nutzungsdauer ähnlich der Kammer 46 aufweisen, so daß die Kammer 46 und die Dichtungen 100, 102 gleichzeitig entsorgt werden würden. In einigen Konfigurationen, insbesondere wenn die Dichtungen 100, 102 an der Kammer 46 permanent befestigt sind, haben die Dichtungen 100, 102 vorzugsweise eine längere Lebensdauer als die Kammer 46, so daß die Dichtungen 100, 102 nicht die beschränkende Komponente für eine Lebensdauer der Kammer 46 sind.
In der dargestellten Konfiguration hat der innere Flansch 106 einen kleineren Außenumfang als der äußere Flansch 104. Der kleinere Außenumfang des inneren Flansches 106 erleichtert das Einsetzen der Dichtung 100 in die Apertur 90. Der innere Flansch 106 der ersten Dichtung 100 kann eine geneigte Oberfläche 112 umfassen, um mit der Installation der ersten Dichtung 100 in die Apertur 90 weiter zu helfen. Während es möglich ist, eine Oberfläche des äußeren Flansches 104 zu neigen oder zu verjüngen, um die Montage zu erleichtern, ist die geneigte bzw. sich verjüngende Oberfläche 112 vorzugsweise an dem inneren Flansch 106 positioniert, weil die dargestellte erste Dichtung 100 so aufgebaut ist, dass sie in die Apertur 90 von der Außenseite des Einlassanschlusses 60 her hineingedrückt wird.
Mit Bezug auf 10 weist die dargestellte zweite Dichtung 102, ähnlich der ersten Dichtung 100, einen äußeren Flansch 114 und einen inneren Flansch 116. Wie in 12 am besten gezeigt wird, ist ein Kanal 118 zwischen dem äußeren Flansch 114 und dem inneren Flansch 116 gezeigt. Wie in 10 gezeigt ist der Kanal 118 vorzugsweise so bemessen, dass er eine Wand 120 des Auslassanschlusses 62 aufnimmt. Weiter vorzugsweise ist der Kanal 118 so dimensioniert, dass er eine flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Abdichtung mit dem Abschnitt der Wand 120, der im Allgemeinen die Apertur umgibt. Wie bei der Dichtung 100 hat eine Basisfläche des Kanals 118 eine Oberfläche, die mindestens teilweise gekrümmt oder geneigt ist, um die Abdichtung zwischen der Dichtung 102 und der die Apertur 92 definierenden Wand. In einigen Konfigurationen kann die Basisfläche im wesentlichen planar sein (siehe z. B. 18A–18G).
Der innere Flansch 116 hat einen kleineren Außenumfang als der äußere Flansch 104. Der kleinere Außenumfang des inneren Flansches 116 erleichtert das Einsetzen der Dichtung 102 in die Apertur 92. Der innere Flansch 116 der zweiten Dichtung 102 kann eine gekrümmte Oberfläche 122 umfassen, um bei der Installation der zweiten Dichtung 102 in die Apertur 92 zu helfen. Wie bei der ersten Dichtung 100 ist es möglich, die Oberfläche des äußeren Flansches 114 zu neigen oder zu verjüngen, um das Einführen zu erleichtern, aber, weil die dargestellte zweite Dichtung so aufgebaut ist, dass sie in die Apertur 92 von der Außenseite des Austrittsanschlusses 62 her hineingedrückt wird, ist die geneigte oder sich verjüngende Oberfläche vorzugsweise auf dem inneren Flansch 116 positioniert.
Unter Bezugnahme auf 16 ist ein erster Sensor 130 in die erste Dichtung 100 einführbar und ein zweiter Sensor 132 in die zweite Dichtung 102 einführbar. In einigen Konfigurationen werden die Sensoren 130, 132 die Aperturen nicht abdichten, wenn die Dichtungen 100, 102 nicht innerhalb der Aperturen positioniert sind. Die erste Dichtung 100 und die zweite Dichtung 102 bilden eine Barriere, die zwischen dem Gasströmungspfad und dem ersten Sensor 130 bzw. dem zweiten Sensor 132 positioniert ist. Während die erste Dichtung 100 und die zweite Dichtung 102 die Barriere bilden, bleiben die Sensoren 130, 132 außerhalb des Strömungspfades. Da die erste und die zweite Sensoren 130, 132 außerhalb des Strömungspfads bleiben, können die Sensoren 130, 132 wiederverwendet werden, und brauchen nicht vor der anschließenden Wiederverwendung gereinigt werden. Obwohl die Sensoren 130, 132 außerhalb des Strömungspfads bleiben, sind jedoch die Sensoren 130, 132 in der Lage, Messungen der Fließeigenschaften bereitzustellen. Beispielsweise kann der erste Sensor 130 verwendet werden, um die Strömungsrate zu erfassen, während der zweite Sensor verwendet werden kann, um die Temperatur zu erfassen.
Jede geeignete Komponente kann als die Sensoren verwendet werden. Beispielsweise können Thermoelemente, Widerstandstemperaturdetektoren, Festwiderstände und dergleichen als die Sensoren 130, 132 verwendet werden. In der dargestellten Anordnung umfassen die Sensoren 130, 132 Thermistoren. Der zweite Sensor 132 verwendet eine einzelne Thermistor 134, der an einem Körper 136 montiert ist. Der Sensor 132 kann verwendet werden, um eine Temperatur der Strömung in dem Strömungspfad zu erfassen. Wie in der dargestellten Anordnung dargestellt ist, kann der Temperatursensor 132 so positioniert werden, dass er den Thermistor 134 in den Strömungspfad an dem Auslassanschluss 62 hineinverlängert. In einigen Konfigurationen kann der Temperatursensor in den anderen Bereichen des Befeuchtungssystems 20 positioniert werden (beispielsweise auf der Leitung 44, der Leitung 70, oder dergleichen).
Der dargestellte erste Sensor 130 weist vorzugsweise einen ersten Thermistor 140 und einen zweiten Thermistor 142, die auf einem einzelnen Körper 144 montiert sind. In einigen Konfigurationen können der erste Thermistor 140 und der zweite Thermistor 142 auf getrennten Körpern montiert werden; jedoch verbessert das Montieren der ersten und zweiten Thermistoren 140, 142 auf dem einzelnen Körper 144 die Genauigkeit bei der Positionierung der ersten und zweiten Thermistoren 140, 142 relativ zueinander. Wie in der dargestellten Anordnung dargestellt ist, kann der erste Sensor 130 so positioniert sein, dass er die zwei Thermistoren 140, 142 in den Strömungspfad an dem Einlassanschluss 60 hineinverlängert. Das Positionieren des ersten Sensors 130 an dem Einlass ist erwünscht, da der Sensordie Strömungsrate erfasst, und es ist wünschenswert, den ersten Sensor 130 in einem Bereich mit relativ trockenen Fluss zu positionieren. In einigen Konfigurationen kann der Stromsensor 130 in anderen Bereichen des Befeuchtungssystems 20 (beispielsweise auf der Leitung 44, der Leitung 70 oder dergleichen) positioniert werden.
Durch die Verwendung der ersten und zweiten Thermistoren 140, 142 kann ein konstanter Temperatur-Strömungsmessungsansatz verwendet werden. In diesem Ansatz funktioniert der erste Thermistor 140 als ein Referenzsensor, der die Strömungstemperatur an der Messstelle misst, und der zweite Thermistor 142, der ein erwärmter Thermistor sein kann, wird auf eine vorgegebene Temperaturdifferenz über der Fließtemperatur erhitzt. In einigen Anwendungen kann ein Widerstand verwendet werden, um den zweiten Thermistor 142 zu erwärmen, statt einen erwärmten Thermistor zu verwenden. In einigen Konfigurationen können alle die Thermistoren sowohl erwärmte als auch nicht erwärmte Thermistoren sein. Strömungsgeschwindigkeit kann unter Verwendung der gemessenen Strömungstemperatur, der bekannten Wärmeübertragungseigenschaften des erwärmten zweiten Thermistors 142 und des Stromverbrauch, um die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Thermistoren 140, 142 zu erhalten, bestimmt werden. Mit anderen Worten wird der zur Aufrechterhaltung des Thermistors 142 an der erhöhten Temperatur erforderliche Stromverbrauch verarbeitet, um die Strömungsrate zu bestimmen. Damit messen der erste Sensor 130 und der zweite Sensor 132 vorzugsweise die Strömungsgeschwindigkeit bis auf etwa 50% der tatsächlichen Punktgeschwindigkeit und die Temperatur bis auf etwa 0,3 Grad C. Andere Techniken können auch verwendet werden. Zum Beispiel, aber ohne Einschränkung, kann eine konstante Leistungversorgung an die Thermistoren erfolgen, und die in einen nahe gelegenen Thermistor geführte Wärme kann verwendet werden, um die Strömungsrate zu bestimmen.
Wie in 16 dargestellt, kann der erste Sensor 130 kann in die erste Dichtung 100 und der zweite Sensor 132 in die zweite Dichtung 102 eingesetzt werden. Die Dichtungen 100, 102 isolieren die Sensoren 130, 132 von der Strömung so, dass die Sensoren 130, 132 gegen Verschmutzung aus der Strömung geschützt werden. Als solche brauchen die Sensoren 130, 132 nicht gereinigt zu werden, und sie können ohne Reinigung wiederverwendet werden.
Mit Bezug auf die 4 und 10 können eine oder mehrere der Dichtungen 100, 102 dünner werden in Richtung eines jeweiligen distalen Endes 124, 126. Mit besonderem Bezug auf 4 hat die Dichtung 100 eine erste Dicke t1, die größer ist als eine Dicke t2, die am am distalen Ende 124 der Dichtung 100 vorliegt. Vorzugsweise hat ein Teil der Dichtung 100, die angepasst ist, um in Kontakt mit dem Sensorabschnitt des ersten Sensors 130 zu sein sein, die reduzierte Dicke t2, um die Empfindlichkeit zu verbessern unter Verbesserung der Robustheit mit dem dickeren Teil. In einigen Konfigurationen hat der Abschnitt der Dichtung 100, der angepasst ist, um den Sensorabschnitt des ersten Sensors zu kontaktieren, eine im Wesentlichen konstante Dicke, um die Leistung zu verbessern. Mit Bezug auf die 10 ist die Dichtung 102 ähnlich der Dichtung 100, ausgebildet, wobei eine erste Dicke t3 größer ist als eine zweite Dicke T4. Andere geeignete Konfigurationen sind möglich. In einigen Konfigurationen wird der Sensor 103, 132 in einer solchen Tiefe in die Dichtung 100, 102 eingeführt, dass die Spitze der Dichtung 100, 102 durch das Einführen gestreckt werden wird. In einigen Konfigurationen wird sich die Spitze der Dichtung 100, 102 vor den anderen Bereichen der Dichtung 100, 102 ausdehnen. Die Ausdehnung der Spitze kann die Dicke der Dichtung 100, 102 in Richtung des distalen Endes im Vergleich zu der Dichtung 100, 102 ohne Einfügung des Sensors 130, 132 verringern. Das Ausdehnen der Spitze verringert auch die Wahrscheinlichkeit der Bildung einer Luftblase zwischen der Spitze des Sensors 130, 132 und der Spitze der Dichtung 100, 102, welche Luftblase die Wärmeleitung zwischen der Dichtung 100, 102 und dem Sensor 130, 132 reduzieren könnte.
Mit weiterem Bezug auf die 4 und 10 haben die distalen Enden 124, 126 der gezeigten Dichtungen 100, 102 einen verringerten Durchmesser. In der dargestellten Konfiguration sind die distalen Enden 124, 126 nach unten relativ zu dem anderen Ende verengt. In einigen Konfigurationen kann eine glatte Verjüngung oder eine andere geeignete Konfiguration verwendet werden.
In der dargestellten Konfiguration umfasst der erste Sensor 130 die erste und zweite Thermistoren 140, 142 auf dem einzelnen Körper 144. Der erste Sensor 130 wird innerhalb der ersten Dichtung 100 empfangen. Wünschenswerterweise wird die Wärmeleitung zwischen dem ersten Thermistor 140 (d. h. die Referenztemperatur) und dem zweiten Thermistor 142 (d. h. der erwärmte Thermistor zur Strömungsmessung) minimiert. Wärmeleitung zwischen den Thermistoren 140, 142 innerhalb einzelner Barriere ist entdeckt worden. Die Wärmeleitung kann zu einer kreisförmigen Referenz führen: während die Strömungstemperatur unter Verwendung des nicht-erwärmten ersten Thermistors 140 gemessen wird, wird eine konstante Temperaturdifferenz (beispielsweise etwa 60 Grad C) an den erwärmten zweiten Thermistor 142 angelegt, und die zur Erreichung dieses Temperatur-Offsets erforderliche Leistung wird gemessen; wenn der erwärmte zweite Thermistor 142 den nicht-erwärmten ersten Thermistor 140 erwärmt, erhöht sich die Zieltemperatur und der Zyklus wiederholt sich. Somit umfasst die dargestellte erste Dichtung 100 zwei separate Hülsen 146, 148 für die beiden Thermistoren 140, 142. Durch die Positionierung des ersten Thermistors 140 in der ersten Hülse 146 und des zweiten Thermistors 142 in der zweiten Hülse 148, sind der erste Thermistor 140 und der zweite Thermistor 142 im wesentlichen isoliert, und die Dichtung 100 bietet unabhängige Sperrschichten für jeden Thermistor 140, 142. In einigen Konfigurationen können der erste Thermistor 140 und der zweite Thermistor 142 im Wesentlichen unter Verwendung von Leitblechen zwischen den Thermistoren 140, 142 isoliert werden, wodurch unterschiedliche Orientierungen der Thermistoren 140, 142 bereitgestellt werden, und/oder unter Verwendung von Strömungssensoren, beispielsweise aber ohne Einschränkung.
Eine alternative Dichtungskonfiguration ist in den 19A–19C gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Dichtung 102 eine allgemein zylindrische Basis 115. Die Dichtung 102 weist auch einen allgemein glockenförmigen Kopf 117. Der dargestellte glockenförmige Kopf 117 umfasst eine Vielzahl von dreieckigen Rippen 119 um seinen Umfang. In einigen Ausführungsformen kann ein Kanal 118 zwischen der Basis 115 und dem Kopf 117 definiert werden und bemessen werden, um die Wand 120 des Auslassanschlusses 62 aufzunehmen. Die Rippen 119 können ausweichen, damit die Dichtung 102 in die Apertur 92 eingeführt werden kann, und dann in einen expandierten Zustand zurückgehen kann, um dabei zu helfen, die Dichtung 102 in Position in der Apertur 92 zu halten. Als die Rippen 119 niederdrücken, breiten sie sich in Räume 121 zwischen den Rippen 119 aus. In einigen Ausführungsformen beträgt ein Verhältnis einer Breite der Rippe 119 zu einer Breite des Zwischenraums 121 zwischen den Rippen 119 etwa 1:1. In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis etwa 3:7. Ein Verhältnis, das zu hoch ist (d. h. der Raum 121 zwischen den Rippen 119 ist klein im Vergleich zu den Rippen 119) könnte möglicherweise nicht erlauben, dass die Rippen 119 ausreichend niederdrücken, was zu einer größeren Schwierigkeiten bei der Installation der Dichtung 102 in die Apertur 92 führen würde. Ein Verhältnis, das zu niedrig ist (d. h. der Raum 121 groß im Vergleich zu den Rippen 119 ist) könnte eine reduzierte Haltekraft liefern, so dass die Dichtung 102 nicht so sicher in der Apertur 92 gehalten wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Dichtung acht Rippen 119, aber mehr oder weniger Rippen 119 sind ebenfalls möglich. Wenn jedoch zu viele Rippen 119 enthalten sind, würden die Rippen 119 dünner gemacht werden und vielleicht schwächer. Alternativ könnte das Einschließen von zu wenigen Rippen 119 erfordern, dass die Rippen 119 größer gemacht werden, was zu weniger Platz zum Ausbreiten führen würde.
Wenn der Sensor 132 in die Dichtung 102 der 19A–19C eingesetzt ist, kann eine Spitze 123 der Dichtung 102 sich ausdehnen, um der Form des Sensors 132 zu entsprechen. Mit Erhöhung des Maßes an Ausdehnung zur Aufnahme des Sensors 132 wird das Dichtungsmaterial dünner. Dies kann vorteilhaft zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit und Genauigkeit des Sensors führen, die Kontaktfläche zwischen dem Sensor als Dichtung vergrößen, wie die Dichtung sich ausdehnt, um der Form des Sensors entsprechen, die Dichtung sicherer in der Apertur 92 halten. Wenn jedoch die Spitze 123 der Dichtung zu flach ist, und erfordert ein zu großes Maß an Ausdehnung, um den Sensor aufnehmen, kann es schwieriger sein, den Sensor in die Dichtung einzuführen, und das Dichtungsmaterial kann sich verschlechtern oder brechen. In der dargestellten Ausführungsform kann die Dichtung eine Länge von etwa 7,50 mm, eine Basis 115-Durchmesser von etwa 7 mm, einen Durchmesser, gemessen am breitesten Abschnitt der Rippen 119, von etwa 6,50 mm, und eine Spitze 123-Dicke von etwa 0,020 mm haben. Alternative Ausgestaltungen von Dichtungen mit Rippen 119 sind in den 20A–20C gezeigt. Die Dichtungen von den 20A und 20B können beide eine Länge von etwa 6 mm, Basis 115-Durchmesser von etwa 8 mm, Durchmesser, gemessen am breitesten Abschnitt der Rippen 119, von etwa 7,50 mm, und Spitzendicken von etwa 0,20 mm. Die Dichtung aus der 20A kann jedoch Rippen 119 aufweisen, die so bemessen sind, dass der Raum 121 zwischen den Rippen ungefähr 1,4 mm ist, während die Dichtung von 20B Rippen 119 aufweisen kann, die so bemessen sind, dass der Raum 121 etwa 1,1 mm ist. Die Dichtung der 20C kann eine Länge von etwa 4,50 mm, einen Basisdurchmesser von etwa 8 mm, einen Durchmesser, gemessen am breitesten Abschnitt der Rippen 119, von etwa 7,50 mm und eine Spitzendicke von etwa 0,20 mm haben. Die Rippen 119 der Dichtung von 20C können leicht gerundete oder gekrümmte Enden haben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 16 weisen die Sensoren 130, 132, weil sie entfernbar und austauschbar sind, vorzugsweise eine wiederholbare thermische Masse der Spitze. In einigen Anordnungen kann die Genauigkeit der Sensoren 130, 132 verbessert werden, wenn die im Inneren des Durchflusskanal ausgesetzte thermische Masse wiederholbar ist. Aus diesem Grund ist vorzugsweise die Tiefe des Einführens der Sensoren 130, 132 in die jeweilige Strömung allgemeinen wiederholbar.
Um wiederholbare Einstecktiefe der Sensoren 130, 132 zu schaffen, und um die Montage der Sensoren 130, 132 zu vereinfachen, umfasst die veranschaulichte Konfiguration eine Kartusche 160. Mit Bezug auf 3 und 21 umfassen die Kartusche 160 und die Oberseite der dargestellten Befeuchtungskammer 46 eine Kopplungskonfiguration. In der dargestellten Konfiguration umfasst die Oberseite der Befeuchtungskammer 46 eine Vertiefungsstruktur 162, während die Kartusche 160 eine entsprechende Nabenstruktur 164 aufweist. In einigen Konfigurationen kann die Oberseite der Befeuchtungskammer zumindest einen Teil einer Nabenstruktur umfassen, während die Unterseite der Kartusche 160 mindestens einen Abschnitt einer entsprechenden vertiefungsstruktur umfasst. Eine weitere Konfiguration ist in 36 dargestellt, wobei ein nach oben vorstehendes Element 165 an der Oberseite der Kammer 46 angeordnet wird, und eine entsprechende Ausnehmung 167 an der Kartusche 160 ausgebildet wird. In der in der 36 dargestellten Konfiguration kann das Zusammenwirken des hervorstehenden Elements 165 und der Ausnehmung 167 die Verbindung zwischen der Kartusche 160 und der Kammer 46 führen. Jede andere geeignete Anordnung kann verwendet werden.
Der Sensor 130, 132 kann eine Abschirmung umfassen, der konfiguriert ist, um mindestens eine Spitze oder eine Erfassungskomponente des Sensors 130, 132 vor Schäden zu schützen, die durch zufällige oder versehentliche Berührung verursacht werden können, Stoßen oder Klopfen, zum Beispiel aber ohne Einschränkung. In einigen Konfigurationen kann die Abschirmung einen oder mehrere Finger 131 umfassen, die um die Spitze oder das Sensorelement des Sensors 130, 132 herum angeordnet sind. In einigen Konfigurationen können einer oder mehrere der Finger gekrümmt werden, so dass ein Abschnitt des Fingers im wesentlichen über der Spitze oder dem Sensorelement des Sensors 130, 132 und ein anderer Abschnitt des Fingers im wesentlichen neben der Spitze oder dem Sensorelement des Sensors 130, 132 liegt.
Bei der in der 3 gezeigten dargestellten Konfigurationdefiniert ein Steg 166 mindestens einen Teil der Vertiefungsstruktur 162. Der Steg 166 erstreckt sich nach oben von einer oberen Oberfläche 170. Der Steg definiert einen Anschlag 172 und ein Paar von Rastvertiefungen 174. Wie in der 21 gezeigt, erstreckt sich ein Paar Vorsprünge 180 nach unten von einer unteren Oberfläche 182 des veranschaulichten Kartusche 160. Jeder der Vorsprünge 180 umfasst eine Verriegelungslasche 184. Jede Verriegelungslasche 184 ist an einem Ende eines jeweiligen Arms 186 in der dargestellten Konfiguration. Die Verriegelungslaschen 184 können nach innen ausweichen, während die Kartusche 160 in Position auf die Kammer 46 eingeschoben wird. Die Verriegelungslaschen 184 schnappen in Position innerhalb der Rastvertiefungen 174, die auf dem Steg 166 gebildet sind. Als die Verriegelungslaschen 184 in Position innerhalb der Rastvertiefungen geschnappt worden sind, wird die Kartusche 160 in ihrer Position in der Verschieberichtung fixiert. Zusätzlich bewegt sich ein Anschlag 190 an der Kartusche 160 in die des Anschlags 172 der Rippe 162, oder berührt ihn. Da die Sensoren 130, 132 in Position innerhalb der Aperturen 60, 62 eingeschoben werden, wird die Kartusche 160 im Allgemeinen auch gegen Verschieben normal zur Einschiebrichtung gesichert.
In einigen Konfigurationen, wie sie in dargestellt werden, enthält die Kartusche 160 einen oder mehrere Arme 191. Die Arme 191 können angepasst sein, um entlang Außenseiten der Aperturen 60, 62 der Kammer 46 zu erstrecken. Die Arme können bei der korrekten Lokalisierung der Kartusche 160 mit Bezug auf die Kammer 46 helfen. Darüber hinaus kann, wenn die installierte Kartusche 160 gestoßen oder geklopft wird, die Kraft von dem Stoß oder dem Klopf an den einen oder die mehreren Arme 191 und weg von der . zerbrechlicheren Sensoren 130, 132 übertragen werden.
In der dargestellten Konfiguration umfassen die Arme 191 einen Verriegelungsabschnitt 195, während die Kammer 46 einen Verriegelungsabschnitt 197 umfasst. In einigen Konfigurationen ist der Verriegelungsabschnitt 197 der Kammer seitlich nach außen von den Aperturen 60, 62 positioniert. Die seitliche Verschiebung sorgt für eine stabile Verbindung. Der Verriegelungsabschnitt 197 kann auf Naben 199 oder dergleichen positioniert werden. In einigen Konfigurationen können Greifabschnitte 193 in einer Außenfläche oder entlang einer Außenfläche der Kammer 46 definiert werden. In einer Konfiguration kann der Greifabschnitt 193 an einer Seite des Verriegelungsabschnitts 197 oder Nabe 199, während die Mehrzahl der Kartusche 160 auf der anderen Seite des Verriegelungsabschnitts 197 positioniert werden wird.
Jede geeignete Form kann für die Verriegelungsabschnitte 195, 197 verwendet werden. In der dargestellten Konfiguration umfasst der Verriegelungsabschnitt 197 der Kammer 46 einen Höcker, der sich nach oben erstreckt, während der Verriegelungsabschnitt 195 der Kammer eine Vertiefung umfasst, die dem Höcker des Verriegelungsabschnitts 197 entspricht. Wenn die Kammer 46 und die Kartusche 160 vollständig zusammengefügt sind, halten vorzugsweise die beiden Verriegelungsabachnitte 195, 197 die Kammer 46 und die Kartusche 160 zusammen mit mindestens einer geringen Kraft, die für die Trennung der Kammer 46 von der Kartusche 160 überwunden werden muss.
Die Kartusche 160 definiert ein Gehäuse, das die Sensoren 130, 132 und andere gewünschte elektrische Komponenten trägt. In der dargestellten Konfiguration umfasst die Kartusche Flügel 192, die Buchsen definieren, und die Sensoren 130, 132 stecken in die Buchsen ein, wie in der 21 dargestellt. In einigen Konfigurationen sind die Sensoren 130, 132 für Entfernung und Austausch mit der gleichen Kartusche 160 ausgebildet. In einigen Konfigurationen ist die Kartusche 160 ist für Verwendung für eine begrenzte Zeit konzipiert worden worden und wird, ohne dass die Sensoren 130, 132 entfernt und ersetzt werden, entsorgt werden. In einigen Konfigurationen sind die Abschnitte der Kartuschee 160, die die Sensoren 130, 132 tragen, trennbar von dem Mittelabschnitt der Kartusche 160, die in der Regel Elektronik oder dergleichen unterbringt. Solche Anordnungen ermöglichen den Austausch der Sensoren 130, 132 ohne Austausch des Abschnitts der Kartusche 160, die den Hauptteil der untergebrachten Elektronik enthält.
Mit Bezug auf die 22 umfasst die Kartusche einen vertieften elektrischen Verbinder 161. Der elektrische Verbinder 161 ist mit den Sensoren 130, 132 in jeder geeigneten Weise elektrisch verbunden. Vorzugsweise ist der elektrische Verbinder 161 einen weiblichen USB-Anschluss. Zusätzlich wird der elektrische Verbinder 161 angepasst, um eine elektrische Verbindung mit dem Steuergerät 56 oder jeder anderen geeigneten Komponente bereitzustellen. Vorzugsweise, als die Kartusche 160 in die Befeuchtungskammer 46 montiert worden ist, wenn die Befeuchtungskammer 46 in die Befeuchtungseinheit 40 installiert wird, macht ein entsprechender Verbinder (vorzugsweise ein männlicher USB-Anschluss oder dergleichen) auf der Befeuchtungseinheit 40 eine elektrische Verbindung mit dem Verbinder 161. Auf diese Weise wird die Verbindung der Sensoren mit der Steuergerät 56 stark vereinfacht und die Möglichkeit fehlerhafter elektrischer Verbindung ist stark reduziert.
Die Flügel 192 an dem dargestellten Gehäuse liefern Befestigungsstrukturen für die Sensoren 130, 132 und positionieren auch die Sensoren 130, 132 für wiederholbare Einstecktiefe der Erfassungsbereiche der Sensoren 130, 132 in den Strömungspfad. Wenn die Sensoren 130, 132 in der Kartusche 160 angebracht sind und jene Kartusche 160 ist an der Kammer 46 eingerastet wird, sind die Erfassungsbereiche der Sensoren 130, 132 an einer gewünschten Stelle innerhalb des Strömungspfads positioniert.
Verbundrohre
Wie oben beschrieben, kann das Atemluftbefeuchtungssystem 20 eine Leitung 44, die die Gasquelle 30 mit der Befeuchtungseinheit 40, einer Inspirationsleitung 70 und/oder einer Ausatmungsleitung verbindet. In einigen Ausführungsformen können Teile oder die Gesamtheit von einer oder aller dieser Leitungen Verbundrohre sein, die Rohre mit zwei oder mehr Abschnitten oder Komponenten sein können. Verbundrohre, wie sie hier beschrieben sind, können auch in andered Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel, aber ohne Einschränkung, in der laparoskopischen Chirurgie. Beispielsweise kann die Verwendung eines Verbundrohrs als Leitung 713 in dem beispielhaften Insufflationssystem 701, das in 1B dargestellt wird, dabei helfen, befeuchtete Gase zur Operationsstelle des Patienten 705 mit minimalem Wärmeverlust zu liefern. Dies kann vorteilhafterweise den Gesamtenergieverbrauch im Insufflationssystem reduzieren, da weniger Wärmezufuhr erforderlich ist, um den Wärmeverlust zu kompensieren
Mit Bezug auf 37A umfasst ein beispielhaftes Verbundrohr ein erstes längliches Element 203 und ein zweites längliches Element 205. In der dargestellten Ausführungsform sind das erste 203 und das zweite 205 längliche Elemente unterschiedliche Komponenten; in anderen Ausführungsformen können die ersten und zweiten länglichen Elemente aber Regionen eines aus einem einzigen Material gebildeten Rohres sein. Somit kann das erste längliche Element 203 einen hohlen Abschnitt eines Rohres darstellen, während das zweite längliche Element 205 einen strukturellen Stütz- oder Verstärkungsabschnitt der Rohre darstellt, der strukturelle Unterstützung für den hohlen Abschnitt hinzufügt. Der hohle Abschnitt und der strukturellen Stützabschnitt können eine spiralförmige Konfiguration haben, wie hierin beschrieben. Das Verbundrohr 201 kann verwendet werden, um die inspiratorische Leitung 70 und/oder die Ausatmungsleitung wie oben beschrieben, ein koaxiales Rohr oder jedes andere medizinische Rohr zu bilden.
In diesem Beispiel umfasst das erste längliche Element 203 einen Hohlkörper, der spiralförmig gewickelt ist, um zumindest teilweise ein längliches Rohr mit einer Längsachse LA-LA und ein Lumen 207 zu bilden, das sich entlang der Längsachse LA-LA erstreckt. In mindestens einer Ausführungsform ist das erste längliche Element 203 ein Rohr. Vorzugsweise ist das erste längliche Element 203 flexibel. Ferner ist das erste längliche Element 203 vorzugsweise transparent oder zumindest semi-transparent oder semi-opak. Ein Maß von Lichtdurchlässigkeit erlaubt einem Pfleger oder Benutzer, das Lumen 207 auf Blockieren oder Verunreinigungen zu untersuchen, oder das Vorhandensein Von Feuchtigkeit zu bestätigen. Eine Vielzahl von Kunststoffen, einschließlich Kunststoffen medizinischer Güte, sind für den Körper des ersten länglichen Elements 203 geeignet. Beispiele für geeignete Materialien umfassen Polyolefin-Elastomeren, Polyether-Block-Amide, Thermoplastische Copolyester-Elastomere, EPDM-Polypropylenmischungen und thermoplastische Polyurethane.
Bei mindestens einer Ausführungsform umfasst das Extrudat, das verwendet wird, um das erste längliche Element 203 zu bilden, ferner ein Antiblockadditiv. Antiblockadditive können die Adhäsion von zwei benachbarten Filmschichten reduzieren. Antiblockadditive können kalziniertes Kaolin (CAK), wasserhaltiges Kaolin (Hyk), Calciumcarbonat (CAC), Talk (TAC), natürliche Kieselsäure (NSil), natürliche Kieselsäure (NSi2), Kieselgur (DiE) und synthetische Kieselsäure enthalten (SSi). Bei einigen Konfigurationen ist das Antiblockadditiv lebensmittelecht. In einigen Ausführungsformen ist das Antiblockadditiv Talk. Die Zugabe von Talk zu dem plastischen Extrudat reduziert vorteilhafterweise die Klebrigkeit des resultierenden ersten länglichen Elements 203. Die Zugabe von Talk zu dem Extrudat reduziert auch das Rauschen aus, das entsteht, wenn das erste längliche Element 203 über einem Gegenstand gezogen wird, wie der Rand eines Schreibtisches oder eines Nachttisches. Darüber hinaus reduziert die Zugabe von Talk das Rauschen des Rohres wenn es bewegt wird, gebogen wird, und so weiter, durch Reduzierung des Ausmaßes, in dem benachbarte Blasen aneinander haften (und sich lösen), wenn sie um die Nähe eines Bogens gebündelt (und ungebündelt) sind. In bestimmten Ausführungsformen ist das Talk im Bereich von 1,5 bis 10 (oder etwa 1,5 bis etwa 10) Gewichtsprozent des gesamten Extrudats. In bestimmten Ausführungsformen ist das Talk im Bereich von 1,5 bis 5 (oder etwa 1,5 bis etwa 5) Gewichtsprozent des gesamten Extrudats. In bestimmten Ausführungsformen ist das Talk im Bereich von 10 (oder etwa 10) Gewichtsprozent oder weniger des gesamten Extrudats. In bestimmten Ausführungsformen ist das Talk im Bereich von 5 (oder etwa 5) Gewichtsprozent oder weniger des gesamten Extrudats. In bestimmten Ausführungsformen ist das Talkum im Bereich von 1,5 (oder etwa 1,5) Gewichtsprozent oder mehr des gesamten Extrudats. Wünschenswerterweise ist die Menge an Talk niedrig genug, dass das Rohr ziemlich klar sein wird, um die Untersuchung der Innenseite des Rohres zu ermöglichen.
Die Hohlkörper-Struktur des ersten länglichen Elements 203 trägt zu den isolierenden Eigenschaften auf das Verbundrohr 201 bei. Ein isolierendes Rohr 201 ist wünschenswert, weil, wie oben erläutert, es den Wärmeverlust verhindert. Dadurch kann das Rohr 201 Gas aus einem Heizer-Luftbefeuchter an einen Patienten liefern unter Beibehaltung des konditionierten Zustandes des Gases mit minimalem Energieverbrauch.
Bei zumindest einem Ausführungsbeispiel ist der hohle Abschnitt des ersten länglichen Elements 203 mit einem Gas gefüllt. Das Gas kann Luft sein, die wegen ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit (2,62 × 10–2 W/m·K bei 300 K) und sehr niedrigen Kosten wünschenswert ist. Ein Gas, das viskoser ist als Luft, kann auch vorteilhaft verwendet werden, da höhere Viskosität konvektive Wärmeübertragung vermindert. Somit können Gase wie Argon (17,72 × 10–3 W/m·K bei 300 K), Krypton (9,43 × 10–3 W/m·K bei 300 K) und Xenon (5,65 × 10–3 W/m·K bei 300 K) die Isolationsleistung erhöhen. Jedes dieser Gase ist nicht toxisch, chemisch inert, feuerhemmend und im Handel erhältlich. Der hohle Abschnitt des ersten länglichen Elements 203 kann an beiden Enden des Rohres verschlossen werden, wodurch das darin enthaltene Gas im Wesentlichen stagniert. Alternativ kann der hohle Abschnitt eine sekundäre pneumatische Verbindung, beispielsweise eine Druckentnahmeleitung zum Fördern von Druckrückmeldungen von dem Patienten-Ende des Rohres zu einer Steuereinheit sein. Das erste längliche Element 203 kann wahlweise perforiert werden. Zum Beispiel kann die Oberfläche des ersten länglichen Elements 203 an einer nach außen gewandten Oberfläche perforiert werden, gegenüber dem Lumen 207. In einer anderen Ausführungsform wird der hohle Abschnitt des ersten länglichen Elements 203 mit einer Flüssigkeit gefüllt. Beispiele von Flüssigkeiten können Wasser oder andere biokompatible Flüssigkeiten mit hoher Wärmekapazität einschließen. Beispielsweise können Nanofluide verwendet werden. Ein beispielhaftes Nanofluid mit geeigneter Wärmekapazität umfasst Wasser und Nanopartikel von Substanzen wie Aluminium.
Das erste längliche Element 203 kann eine Menge eines Fluids (beispielsweise Luft) enthalten und im wesentlichen abgedichtet sein, so daß das Entweichen der Flüssigkeitsmenge verhindert werden kann. Im Gebrauch kann das Fluid so konfiguriert werden, damit es verwendet wird, um eine oder mehrere Eigenschaften des Rohres 201, das erste längliche Element 203, das zweite längliche Element 205, und/oder das entlang dem Rohr 201 gelangendes Gas zu messen. In zumindest einer Ausführungsform kann der Druck des Gases, das entlang dem Rohr gelangt, gemessen werden. Eine Referenzmessung des Druckes der Flüssigkeit erfolgt, bevor Gas zu zirkulieren beginnt. Als das Gas beginnt, durch das Rohr 201 zu bewegen, wird der Druck des Gases dazu neigen, einen proportionalen Anstieg in dem Druck des Fluids innerhalb des ersten länglichen Elements 203 zu verursachen. Durch Vergleich einer im Einsatz genommenen Messung mit der Referenzmessung kann der Druck des Gases in dem Rohr 201 bestimmt werden. In einer anderen Ausführungsform wird eine Flüssigkeit gewählt, die basierend auf dem Betriebswärmebereich des Gases in dem Rohr 201 eine oder mehrere Eigenschaften ändert. Auf diese Weise kann durch das Messen der Eigenschaft des Fluids die Temperatur des Gases bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Fluid, das sich mit der Temperatur ausdehnt, verwendet werden. Im Gebrauch wird die Temperatur des Fluids in Richtung der Temperatur des Gasstromes neigen. Durch anschließendes Messen des Drucks des Fluids kann die Temperatur des Fluids bestimmt werden. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn es schwierig oder unerwünscht ist, die Temperatur der Gasströmung direkt zu messen.
In manchen Ausführungsformen ist wenigstens ein Teil des ersten länglichen Elements 203 aus einem Material gebildet, das erlaubt, dass Dampf hindurchtritt, beispielsweise aus einem aktivierten perfluoriertes Polymermaterial mit extrem hydrophilen Eigenschaften, wie beispielsweise NAFION, oder einem hydrophilen Polyester-Blockcopolymer, wie SYMPATEX. Vorzugsweise wird der Abschnitt des ersten länglichen Elements 203, der das Lumen des Rohres 201 bildet, von dem Material gebildet werden. Bei der Verwendung wird eine Menge an Befeuchtungsflüssigkeit (wie etwa Wasser) durch den Raum geleitet, der von dem ersten länglichen Element gebildet wird. Als die Befeuchtungsflüssigkeit erwärmt (beispielsweise durch die Heizdrähte 215, die in dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet sind) wird, wird ein Teil der Befeuchtungsflüssigkeit dazu neigen, zu verdampfen. Dies kann dann durch die atmungsaktive Abschnitt in den Gasstrom passieren, wodurch der Gasstrom befeuchtet wird. In einer solchen Ausführungsform kann das Rohr 201 eine ausreichende Befeuchtung des Gasstroms bereitstellen, so dass ein eigenständiger Befeuchter aus dem System weggelassen werden kann.
In manchen Ausführungsformen kann ein Gasstrom entlang dem Raum innerhalb des ersten länglichen Elements 203 geleitet. Beispielsweise können ausgeatmete Atemgase getragen werden. In einigen Ausführungsformen kann das erste längliche Element oder zumindest ein Teil des ersten länglichen Elements (vorzugsweise die nach außen weisende Seite) aus einem Material hergestellt werden, das erlaubt, dass Wasserdampf hindurchtritt, beispielsweise einem aktivierten perfluorierten Polymermaterial mit extrem hydrophilen Eigenschaften, wie NAFION, oder einem hydrophilen Polyester-Blockcopolymer, wie SYMPATEX. Auf diese Weise wird das ausgeatmete Gas, als es entlang der Länge des ersten länglichen Elements gelangt, dazu neigen, von etwa 100% relativer Feuchte bei dem Patienten-Ende zu einem reduzierten Feuchtigkeitspegel an dem gegenüberliegenden Ende zu trocknen.
Das zweite längliche Element 205 ist ebenfalls spiralförmig gewickelt und mit dem ersten länglichen Element 203 zwischen benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements 203 verbunden. Das zweite längliche Element 205 bildet mindestens einen Abschnitt des Lumens 207 des länglichen Rohres. Das zweite längliche Element 205 dient als eine strukturelle Stütze für das erste längliche Element 203.
Bei mindestens einer Ausführungsform ist das zweite längliche Element 205 breiter an der Basis (proximal dem Lumen 207) und schmaler an der Oberseite. Zum Beispiel kann das zweite längliche Element im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen Y-förmig ist. Jedoch ist jede Form geeignet, die den Konturen des entsprechenden ersten länglichen Elements 203 entspricht.
Vorzugsweise ist das zweite längliche Element 205 flexibel, um ein Biegen des Rohres zu erleichtern. Wünschenswerterweise ist das zweite längliche Element 205 weniger flexibel als das erste längliche Element 203 Dies verbessert die Fähigkeit des zweiten länglichen Elements 205, das erste längliche Element 203 strukturell zu unterstützen. Beispielsweise ist der Modul des zweiten länglichen Elements 205 vorzugsweise 30–50 MPa (oder etwa 30–50 MPa). Der Modul des ersten länglichen Elements 203 ist kleiner als der Modul des zweiten länglichen Elements 205. Das zweite längliche Element 205 kann fest oder hauptsächlich fest sein. Darüber hinaus kann das zweite längliche Element 205 leitendes Material, wie Fäden und insbesondere Heizfäden oder Sensoren (nicht gezeigt), einkapseln oder aufnehmen. Heizfäden können die Kühlflächen minimieren, auf die Kondensat von mit Feuchtigkeit beladener Luft bilden kann. Heizfäden können auch verwendet werden, um das Temperaturprofil der Gase in dem Lumen 207 des Verbundrohres 201 zu verändern. Eine Vielzahl von Polymeren und Kunststoffen, einschließlich Kunststoffen medizinischer Güte, sind für den Körper des zweiten länglichen Elements 205 geeignet. Zu Beispielen für geeignete Materialien gehören Polyolefin-Elastomere, Polyetherblockamide, thermoplastische Co-Polyesterelastomere, EPDM-Polypropylenmischungen und thermoplastische Polyurethane. In bestimmten Ausführungsformen können das erste längliche Element 203 und das zweite längliche Element 205 aus demselben Material hergestellt sein. Das zweite längliche Element 205 kann auch aus einem Material einer anderen Farbe als das erste längliche Element 203 hergestellt werden, und kann transparent, transluzent oder opak sein. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform das erste längliche Element 203 aus einem durchsichtigen Kunststoff hergestellt sein, und das zweite längliche Element 205 kann aus einem lichtundurchlässigen blauen (oder anders gefärbten) Kunststoff hergestellt sein.
In manchen Ausführungsformen kann das zweite längliche Element 205 aus einem Material hergestellt werden, das Wasser transportiert. Zum Beispiel kann ein absorbierendes, schwammartiges Material verwendet werden. Vorzugsweise wird das zweite längliche Element 205 mit einer Wasserquelle, wie einem Wasserbeutel, verbunden. Bei der Verwendung wird Wasser entlang mindestens einem Abschnitt der Länge des zweiten länglichen Elements 205 (vorzugsweise im wesentlichen der gesamten Länge) zugeführt. Als Gas entlang dem zweiten länglichen Element 205 strömt, wird Wasserdampf dazu neigen, von den Gasen aufgenommen werden, wodurch der Gasstrom befeuchtet wird. In einigen Ausführungsformen können die eine oder mehrere im zweiten länglichen Element 205 eingebetteten Heizfäden gesteuert werden, um die Verdampfungsrate zu verändern und dadurch den Grad der Befeuchtung zu verändern, die dem Gasstrom bereitgestellt wird.
Diese spiralförmig gewickelte Struktur, die einen flexiblen, hohlen Körper und eine integrierte Unterstützung umfasst, kann Stauchwiderstand bieten, während sie die Rohrwand flexibel genug belässt, um Biegungen mit einem kleinen Radius ohne Abknicken, Verschließen oder Zusammenbrechen zu ermöglichen. Vorzugsweise kann das Rohr um einen Metallzylinder mit einem Durchmesser von etwa 25 mm ohne Abknicken, Verschließen oder Zusammenbrechen gebogen werden wie in dem Test für die Erhöhung des Strömungswiderstands mit Biegung nach ISO 5367:2000 (E) definiert wird. Diese Struktur kann auch eine glatte Oberfläche 207 des Lumens (Rohrbohrung) bereitstellen, die dabei hilft, das Rohr frei von Ablagerungen zu halten, und die Gasströmung verbessert. Es ist festgestellt worden, dass der Hohlkörper die isolierenden Eigenschaften eines Rohres verbessert, während er gleichzeitig erlaubt, dass das Rohr leicht bleibt.
Wie oben erläutert kann das Verbundrohr 201 kann als Ausatmungsschlauch und/oder als Inspirationsschlauch in einem Beatmungskreislauf oder einem Teil eines Beatmungskreislaufs verwendet werden. Vorzugsweise wird das Verbundrohr 201 zumindest als Inspirationsschlauch verwendet.
37B zeigt einen Längsschnitt eines oberen Bereichs des beispielhaften Verbundrohrs 201 von 37A. 37B hat die gleiche Ausrichtung wie 37A. Dieses Beispiel veranschaulicht weiter die Hohlkörperform des ersten länglichen Elements 203. Wie in diesem Beispiel zu sehen ist, bildet das erste längliche Element 203 im Längsquerschnitt eine Vielzahl von hohlen Blasen. Abschnitte 209 des ersten länglichen Elements 203 überlappen benachbarte Windungen des zweiten länglichen Elements 205. Ein Abschnitt 211 des ersten länglichen Elements 203 bildet die Wand des Lumens (Rohrbohrung).
Es wurde entdeckt, dass das Vorhandensein eines Spaltes 213 zwischen benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements 203, das heißt, zwischen benachbarten Blasen, auf unerwartete Weise die Gesamtisolierungseigenschaften des Verbundrohres 201 verbesserte. Somit werden in bestimmten Ausführungsformen benachbarte Blasen durch einen Spalt 213 abgetrennt. Ferner beinhalten bestimmte Ausführungsformen die Erkenntnis, dass das Vorsehen eines Spaltes 213 zwischen benachbarten Blasen den Wärmeübergangswiderstand (R-Wert) des Verbundrohres 201 erhöht, und dementsprechend die Wärmeübertragungsleitfähigkeit des Verbundrohres 201 verringert. es wurde auch gefunden, dass diese Spaltkonfiguration die Flexibilität des Verbundrohrs 201 verbessern, indem sie Biegungen mit kleinerem Radius erlaubt. Ein T-förmiges zweites längliches Element 205, wie in 37B gezeigt, kann dabei helfen, einen Spalt 213 zwischen benachbarten Blasen zu halten. Trotzdem berühren sich benachbarte Blasen in bestimmten Ausführungsformen. Zum Beispiel können benachbarte Blasen miteinander verbunden werden.
Ein oder mehrere leitfähige Materialien können zum Erwärmen oder Erfassen der Gasströmung in dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet sein. In diesem Beispiel sind zwei Heizfäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet; einer auf jeder Seite des vertikalen Teils des ”T”. Die Heizfäden 215 umfassen leitendes Material, wie Legierungen von Aluminium (Al) und/oder Kupfer (Cu) oder leitfähigem Polymer. Vorzugsweise wird das Material, welches das zweite längliche Element 205 bildet, so ausgewählt, dass es mit dem Metall in den Heizfäden 215 nicht reaktiv ist, wenn die Heizfäden 215 ihre Betriebstemperatur erreichen. Die Fäden 215 können vom Lumen 207 beabstandet sein, so daß die Fäden dem Lumen 207 nicht ausgesetzt werden. An dem einen Ende des Verbundrohres können Paare von Fäden in eine Verbindungsschleife gebildet werden.
Bei mindestens einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Fäden in dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet. Die Fäden können elektrisch miteinander verbunden werden, um ein Common-Rail zu teilen. Zum Beispiel kann ein erster Faden, wie beispielsweise ein Heizfaden, auf einer ersten Seite des zweiten länglichen Elements 205 angeordnet werden. Ein zweiter Faden, beispielsweise ein abtastender Faden, kann auf einer zweiten Seite des zweiten länglichen Elements 205 angeordnet werden. Ein dritter Faden, beispielsweise ein Massefaden, kann zwischen der ersten und zweiten Fäden angeordnet sein. Der erste, zweite und/oder dritte Fäden können miteinander an einem Ende des zweiten länglichen Elements 205 verbunden sein.
37C zeigt einen Längsquerschnitt der Blasen in 37B. Wie gezeigt, sind die benachbarte Windungen des zweiten länglichen Elements 205 überlappende Abschnitte 209 des ersten länglichen Elements 203 durch einen Ausmaß von Bindungsbereich 217. Ein größerer Bindungsbereich verbessert den Widerstand der Rohre gegen Delamination an der Grenzfläche der ersten und zweiten länglichen Elemente. Zusätzlich oder alternativ kann die Form des Wulstes und/oder der Blase angepasst sein, um den Bindungsbereich 217 zu erhöhen. Zum Beispiel zeigt 37D zeigt eine relativ kleine Klebefläche auf der linken Seite. 48B, die detaillierter hierin diskutiert wird, zeigt auch einen kleineren Bindungsbereich. Im Gegensatz dazu weist 37E einen viel größeren Bindungsbereich als in 37D gezeigt ist, aufgrund der Größe und Form des Wulstes. 48A und 48C, die im Detail hierin diskutiert werden, veranschaulichen auch einen größeren Bindungsbereich. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die Konfigurationen in den 37E, 48A und 48C in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt sein können, andere Konfigurationen, einschließlich der 37D, 48B und anderen Variationen, in anderen Ausführungsformen verwendet werden können, wie erwünscht.
37D zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 37D hat die gleiche Orientierung wie 37B. Dieses Beispiel veranschaulicht weiter die Hohlkörperform des ersten länglichen Elements 203 und veranschaulicht, wie das erste längliche Element 203 im Längsquerschnitt eine Vielzahl von hohlen Blasen bildet. In diesem Beispiel werden die Blasen vollständig voneinander durch einen Spalt 213 getrennt. Ein allgemein dreieckiges zweites längliches Element 205 trägt das erste längliche Element 203.
37E zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 37E hat die gleiche Ausrichtung wie 37B. In dem Beispiel von 37E werden die Heizfäden 215 weiter entfernt voneinander beabstandet als die Fäden 215 in 37B. Es wurde entdeckt, daß eine Erhöhung des Raumes zwischen Heizfäden die Wärmeeffizienz verbessern kann, und bestimmte Ausführungsformen beinhalten diese Erkenntnis. Wärmeeffizienz bezieht sich auf das Verhältnis der Menge der Wärmezufuhr in das Rohr, zu der Menge der Energie, die aus dem Rohr abgegeben wird oder gewonnen werden kann. Im Allgemeinen: je größer die Energie (oder Wärme), die aus dem Rohr abgeführt wird, desto geringer ist die Wärmeeffizienz. Zur verbesserten Wärmeleistung können die Heizfäden 215 entlang der Bohrung des Rohres gleich (oder ungefähr gleich) beabstandet sein. Alternativ können die Fäden 215 an Enden des zweiten länglichen Elements 205 positioniert werden, was eine einfachere Herstellung bereitstellen kann.
In 37F bildet das erste längliche Elements 203 bildet im Längsquerschnitt eine Vielzahl von hohlen Blasen. In diesem Beispiel gibt es eine Vielzahl von Blasen, und insbesondere zwei benachbarte Windungen des ersten länglichen Elements 203, zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205. Diese Konfiguration wird detaillierter in 37G gezeigt. Wie anderswo in dieser Offenbarung beschrieben und gezeigt wird, können bestimmte Konfigurationen mehr als zwei, beispielsweise drei, Windungen des ersten länglichen Elements 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 implementieren.
Ausführungsformen, die eine Mehrzahl von benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 können aufgrund der Verbesserungen in der gesamten Rohrflexibilität vorteilhaft sein. Das im wesentlichen feste zweite längliche Element 205 ist in der Regel weniger flexibel als das hohle erste längliche Element 203. Demgemäß umfassen bestimmte Ausführungsformen die Erkenntnis, dass die gesamte Rohrflexibilität durch Erhöhung der Anzahl der Blasen von erstem länglichem Element 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 verbessert werden kann.
Eine erste Rohrprobe mit Länge von 300 mm, die zwei Blasen zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 umfasste, sowie eine zweite Rohrprobe mit Länge von 300 mm, die eine Blase zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 umfasste, wurden jeweils auf einer Flexibilitätstestvorrichtung getestet. Ein Front-Querschnittsdraufschema der Flexibilitätstestvorrichtung ist in 38A gezeigt. Die Testvorrichtung 1201 verwendete eine Stange 1203 mit einer festen Masse von 120 g, um eine Kraft auf jedes Rohr 201 auszuüben, das zwischen zwei Rollen 1205 und 1207 positioniert war. Die Kraft, die durch die Stange 1203 ausgeübte wurde, war etwa 1,2 N (0,12 kg·9,81 m/s²). Eine detaillierte Front-Draufsicht im Querschnitt von Rollen 1205 und 1207 wird in 38B gezeigt. Beide Rollen 1205 und 1207 hatte die gleichen Abmessungen. Die vertikale Auslenkung wurde mit der Position des fest angebrachten Gewichts mit Bezug zu einem vertikalen Träger 1209 der Flexibilitätstestvorrichtung gemessen, wie in den Fotografien der 38C bis 38F gezeigt wird.
38C zeigt eine front-perspektivische Ansicht der zweiten Probe im Test in der Testvorrichtung 1201. 38D zeigt eine rück-perspektivische Ansicht der zweiten Probe im Test in der Testvorrichtung 1201. 38E zeigt eine front-perspektivische Ansicht der ersten Probe unter Test in der Testvorrichtung 1201. 38F zeigt eine rück-perspektivische Ansicht der ersten Probe unter Test in der Testvorrichtung 1201. Wie in 38C bis 38F gezeigt hatte die zweite in den 38E und 38F gezeigte Probe wesentlich größere vertikale Ablenkung als die erste in den 38C und 38D gezeigten Probe. Insbesondere hatte die zweite Probe eine vertikale Auslenkung von 3 mm, während die erste Probe war deutlich flexibler, mit einer vertikalen Auslenkung von 42 mm.
Ein weiterer Vorteil von Ausführungsformen, die eine Mehrzahl von benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 umfassen, ist eine verbesserte Erholung vom Stauchen. Es wurde beobachtet dass, dass nach dem Stauchen Proben mit mehreren Blasen zwischen Windungen des ersten länglichen Elements 203 schneller ihre Form zurückgewannen als Proben mit einer einzigen Blase zwischen Windungen des ersten länglichen Elements 203.
Noch ein weiterer Vorteil von Ausführungsformen, die eine Mehrzahl von benachbarten Windungen des ersten länglichen Elements 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 ist verbesserte Stauchfestigkeit. Stauchfestigkeit ist eine mechanische Eigenschaft, die eine wichtige Rolle bei der Elastizität des Rohres während des Betriebs spielt. Die Krankenhausumgebung kann hart sein, da das Rohr zu Quetschungen durch den Arm oder das Bein eines Patienten, oder durch Bettrahmen und andere Geräte unterzogen werden kann.
Stauchfestigkeitstests wurden auf vier Rohrproben unter Verwendung einer Instron-Maschine vorgenommen, wie sie auf dem Foto in 39A gezeigt wird. Der Zylinder 1301 wurde 16 mm nach unten von der Spitze des Rohres mit einer Geschwindigkeit von 60 mm/min eingetaucht. Die Instron-Maschine hat eine Wägezelle, um die auf eine Komponenteausgeübte Kraft zu messen gegenüber Verlängerung genau zu messen. Die Belastung gegenüber Verlängerung wurde aufgetragen, wie in 39B gezeigt.
Die Drucksteifigkeit für jede Probe wurde durch den Einbau einer Linie der besten Anpassung an die Daten von 39B und Berechnung ihrer Gefälle gefunden. Die berechnete Drucksteifigkeit für jede Probe ist in TABELLE 1A gezeigt. In TABELLE 1A (und anderswo in dieser Offenbarung) bezieht sich die Bezeichnung ”Double-Bubble” auf eine Rohrprobe, die zwei Blasen zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 umfasst, wenn die Probe in Längsquerschnitt betrachtet wird. Die Bezeichnung ”Single-Bubble” bezeichnet eine Probe des Rohres, die eine einzige Blase zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 umfasst, wenn die Probe in Längsquerschnitt betrachtet wird. Die mittlere Drucksteifigkeit (in N/mm gemessen) stellt die durchschnittliche maximale Kraft pro Breiteneinheit, die keinen Stauch produziert. Tabelle 1A

Probe Drucksteifigkeit (N/mm) Durchschnitt

Double-Bubble, Probe 1 3,26 3,21

Double-Bubble, Probe 2 3,15

Single-Bubble, Probe 1 3,98 3,86

Single-Bubble, Probe 2 3,74
Wie in der vorstehenden Tabelle gezeigt ist, hatten Single-Bubble Rohre eine mittlere Drucksteifigkeit von 3,86 N/mm, während die Double-Bubble Rohre eine mittlere Drucksteifigkeit von 3,21 N/mm hatten. Mit anderen Worten hatten die Double-Bubble Rohre einen etwa 16,8% geringeren Schlauchwiderstand als die Single-Bubble Rohre. Dennoch wurde es beobachtet, dass die Drucksteifigkeit pro Einheitsdicke für die Double-Bubble Rohre etwa 165% des Wertes für die Single-Bubble Rohre war, wie unten in TABELLE 1b gezeigt. Tabelle 1B

Blase Dicke (mm) Drucksteifigkeit (N/mm) Steifigkeit/Blasendicke (N/mm²)

Double-Bubble 0,22 3,21 14,32

Einzel Blase 0,43 3,86 8,70
Mit anderen Worten ist das Double-Bubble Rohr, wenn äußere Blasendicke berücksichtigt wird, Double-Bubble etwa 65% stauchfester als die Single-Bubble Rohr-Variante. Wie in den 37F und 37G gezeigt wird, werden die Blasen in der Double-Bubble Konfiguration höher als sie breit sind, was zu mehr Material in der vertikalen Ebene führt. Somit wird angenommen, dass die unerwartete Verbesserung der Stauchfestigkeit pro Dickeneinheit der Blase auf den zusätzlichen vertikalen Steg zwischen den in die Richtung des Stauches funktionierenden Wulsten zurückgeführt werden.
Der Zugversuch wurde auch auf den Single- und Double-Bubble Rohrproben durchgeführt. Beide Proben waren 230 mm lang und um 15 mm bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/min gedehnt. Die erforderliche Kraft, um die Proben zu verlängern, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1C gezeigt. Tabelle 1C

Probe Spitzenkraft bei 15 mm Verlängerung (N)

Double-Bubble 17,60

Single-Bubble 54,65
Wie in TABELLE 1C gezeigt ist, war der Double-Bubble Rohr in, axialer (Längs)-Ebene deutlich dehnbarer. Es wird angenommen, dass dieser Anstieg in der Längsdehnbarkeit daran liegt, dass das Single-Bubble Rohr mehr Material zwischen den Wulsten hat, die in der axialen Ebene arbeiten.
Noch ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen multiple bubble Konfiguration ist, dass die Konfiguration die Fähigkeit verleiht, zusätzliche Flüssigkeiten zu halten oder zu transportieren. Wie oben erläutert, kann der hohle Abschnitt des ersten länglichen Elements 203 mit einem Gas gefüllt werden. Die mehreren diskreten Blasen oder hohlen Abschnitte können mit mehreren diskreten Gasen gefüllt werden. Zum Beispiel kann ein hohler Abschnitt ein erstes Gas halten oder transportieren, und ein zweiter hohler Abschnitt kann als sekundäre Luftverbindung verwendet wird, wie eine Druckentnahmeleitung zum Fördern von Druckrückmeldungen von dem Patienten-Ende des Rohrs zu einer Steuereinheit. Als weiteres Beispiel können mehrere diskrete Blasen oder hohle Abschnitte mit einer Kombination von Flüssigkeiten, oder einer Kombination von Flüssigkeiten und Gasen, gefüllt werden. Zum Beispiel kann eine erste Blase ein Gas halten oder transportieren, und eine zweite Blase kann eine Flüssigkeit halten oder transportieren. Geeignete Flüssigkeiten und Gase werden oben beschrieben.
Es sollte verstanden werden, dass, obwohl die Konfigurationen in den 37F und 37G in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt sein können, andere Konfigurationen in anderen Ausführungsformen verwendet werden können, wie gewünscht.
Unter Bezugnahme auf 37H–37L und 37V–37Z werden einige Variationen des Rohres 201 gezeigt, die angepasst sind, um in dem Rohr erhöhte Querdehnung bereitzustellen. 37V–37Z zeigen einen gedehnten Zustand der jeweiligen in den 37H–37L gezeigten Rohre.
Bestimmte Ausführungsformen umfassen die Erkenntnis, dass die in den 37H, 37I und 37L gezeigten Rohre ein zweites längliches Element 205 umfassen, das eine die Dehnungsfähigkeit erhöhende Form hat. Zum Beispiel ist in 37H das zweite längliche Element 205 im wesentlichen abgeflacht, mit einem Profil, das im wesentlichen die gleiche Höhe wie das erste längliche Element 203 aufweist. Wie in 37V gezeigt, ermöglicht dies, dass das zweite längliche Element 205 sich nach außen zu zumindest der doppelten Breite im Vergleich zu dem zweiten länglichen Element 205 in Ruhe verformt.
In 37I und 37L ist das zweite längliche Element 205 so geformt, dass es eine akkordeonartige Form hat. Beim Dehnen kann das zweite längliche Element 205 daher einen erhöhten Ausmaß an Dehnung durch Abflachung aufnehmen (wie in 37W bzw. 37Z dargestellt).
In den 37J und 37K wird das erste längliche Element 203 eine solche Form gegeben, die es erlaubt, nach außen zu verformen, wodurch eine erhöhte laterale Ausdehnung (wie in 37X bzw. 37Y gezeigt) ermöglicht wird.
Als nächstes wird Bezug auf die 40A bis 40H genommen, die beispielhafte Konfigurationen für das zweite längliche Element 205 zeigen. 40A zeigt einen Querschnitt eines zweiten länglichen Elements 205 mit einer Form ähnlich zu der T-Form, die in 37B gezeigt wird. In diesem Ausführungsbeispiel hat das zweite längliche Element 205 keine Heizfäden. Andere Formen für das zweite längliche Element 205 können auch verwendet werden, einschließlich Variationen der T-Form wie nachfolgend beschrieben, sowie dreieckigen Formen.
40B zeigt ein weiteres Beispiel des zweiten länglichen Elements 205 mit einem T-förmigen Querschnitt. In diesem Beispiel werden Heizfäden 215 in Schnitte 301 in dem zweiten länglichen Element 205 auf beiden Seiten des vertikalen Teils des ”T” eingebettet. In einigen Ausführungsformen können die Schnitte 301 in dem zweiten länglichen Element 205 während der Extrusion gebildet werden. Die Schnitte 301 können alternativ in dem zweiten länglichen Element 205 nach der Extrusion gebildet werden. Beispielsweise kann ein Schneidwerkzeug die Schnitte in dem zweiten länglichen Element 205 bilden. Vorzugsweise werden die Schnitte durch die Heizfäden 215 gebildet, wenn sie kurz nach der Extrusion in das zweite längliche Element 205 (mechanisch fest) gepresst oder gezogen werden, während das zweite längliche Element 205 relativ weich ist. Alternativ können ein oder mehrere Heizfaden auf der Basis des länglichen Elements befestigt (beispielsweise verklebt, verbunden oder teilweise eingebettet) werden, so daß die Fäden dem Rohrlumen ausgesetzt werden. In solchen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, die Fäden in der Isolierung aufzunehmen, um die Brandgefahr zu reduzieren, wenn ein entflammbares Gas, wie Sauerstoff, durch das Rohrlumen geführt wird.
40C zeigt noch ein weiteres Beispiel eines zweiten länglichen Elements 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 hat eine allgemein dreieckige Form. In diesem Beispiel sind Heizfäden 215 auf gegenüberliegenden Seiten des Dreiecks eingebettet.
40D zeigt noch ein weiteres Beispiel eines zweiten länglichen Elements 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 umfasst vier Nuten 303. Die Nuten 303 sind Vertiefungen oder Furchen im Querschnittsprofil. In einigen Ausführungsformen können die Nuten 303 die Bildung von Einschnitten (nicht dargestellt) für die Einbettung von Fäden ermöglichen (nicht dargestellt). In einigen Ausführungsformen ermöglichen die Nuten 303 die Positionierung der Fäden (nicht gezeigt), die in das zweite längliche Element 205 gepresst oder gezogen, und dadurch eingebettet, werden. In diesem Beispiel ermöglichen die vier Nuten 303 die Anordnung von bis zu vier Fäden, beispielsweise vier Heizfäden, vier Abtastungsfäden, zwei Heizfäden und zwei Abtastungsfäden, drei Heizfäden und ein Abtastungsfaden, oder ein Heizfaden und drei Abtastungsfäden. In einigen Ausführungsformen können Heizfäden auf der Außenseite des zweiten länglichen Elements 205 liegen. Abtastungsfäden können auf der Innenseite angeordnet werden.
40E zeigt noch ein weiteres Beispiel eines zweiten länglichen Elements 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 hat ein T-förmiges Profil und eine Vielzahl von Nuten 303 zur Anordnung von Heizfäden.
40F zeigt noch ein weiteres Beispiel eines zweiten länglichen Elements 205 im Querschnitt. Vier Fäden 215 werden in dem zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, zwei auf jeder Seite des vertikalen Teils des ”T”. Wie detaillierter unten erklärt, werden die Fäden in dem zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, weil das zweite längliche Element 205 um die Fäden extrudiert wurde. Keine Schnitte wurden ausgebildet, um die Heizfäden 215 einzubetten. In diesem Beispiel umfasst das zweite längliche Element 205 auch eine Vielzahl von Nuten 303. Weil die Heizfäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205 eingekapselt sind, werden die Nuten 303 nicht verwendet, um die Bilding von Einschnitten zur Einbettung von Heizfäden zu ermöglichen. In diesem Beispiel können die Nuten 303 die Trennung der eingebetteten Heizfäden, was das Abisolieren der einzelnen Kerne leichter macht, wenn man beispielsweise die Heizfäden einstellt.
40G zeigt noch ein weiteres Beispiel eines zweiten länglichen Elements 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 hat eine allgemein dreieckige Form. In diesem Beispiel ist die Form des zweiten länglichen Elements 205 ähnlich der von 40C, aber vier Fäden 215 werden in dem zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, die alle zentralen im unteren Drittel des zweiten länglichen Elements 205 sind und entlang einer allgemein horizontalen Achse angeordnet sind.
Wie oben erläutert, kann es wünschenswert sein, den Abstand zwischen den Fäden zu erhöhen, um die Heizeffizienz zu verbessern. In einigen Ausführungsformen können jedoch, wenn Heizfäden 215 in das Verbundrohr 201 eingebaut sind, die Fäden 215 relativ zentral in dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet sein. Eine zentrale Stellung fördert Robustheit des Verbundrohrs zwecks Wiederverwendung, was zum Teil daran liegt, dass die Position die Wahrscheinlichkeit verringert, dass der Faden bei wiederholter Biegung des Verbundrohres 201 bricht. Die Zentralisierung der Fäden 215 kann auch das Risiko einer Entzündungsgefahr verringern, da die Fäden 215 in Isolationsschichten überzogen und aus dem Gaspfad entfernt werden.
Wie oben erläutert, veranschaulichen einige der Beispiele geeignete Anordnungen von Fäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205. In den vorstehenden Beispielen, die mehr als einen Faden 215 umfassen, werden die Fäden 215 im Allgemeinen entlang einer horizontalen Achse ausgerichtet. Alternative Konfigurationen sind auch geeignet. Zum Beispiel können zwei Fäden entlang einer vertikalen Achse oder entlang einer Querachse ausgerichtet sein. Vier Fäden können entlang einer vertikalen Achse oder einer Querachse ausgerichtet sein. Vier Fäden können in einer kreuzförmigen Konfiguration ausgerichtet werden, wobei ein Faden an der Spitze des zweiten länglichen Elements angeordnet ist, ein Faden an der Unterseite des zweiten länglichen Elements (in der Nähe des Rohrlumens) angeordnet ist, und zwei Fäden an gegenüberliegenden Armen einer ”T-”, ”Y-” oder Dreiecksbasis angeordnet werden.
Unter Bezugnahme auf 40H, ist eine alternative Ausführungsform des zweiten länglichen Elements 205 dargestellt. Das zweite längliche Element 205 umfasst ein oder mehrere Koaxialkabel 1901 mit einem Leiter 1902, der von einer Isolationsschicht 1903, einer Schutzschicht 1904 und einer Mantelschicht 1905 umgeben sind. In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere der Kabel 1901 ein multiaxiales Kabel sein, das heißt, mehrere Kabel 1902 in der Isolationsschicht 1903 angeordnet haben. In dieser Weise kann eine einzige Anordnung mit mehreren Kabeln (einschließlich der Heizfaden und/oder Sensorleitungen) in dem zweiten länglichen Element 205 verwendet werden, wodurch die Montage vereinfacht eine Abschirmung (über die Abschirmschicht 1904) von HF-Störungen und dergleichen bereitgestellt wird.
In manchen Ausführungsformen können eine oder mehrere Datenübertragungskabel in dem zweiten länglichen Element 205 aufgenommen werden. Die Datenkabel können Glasfaserkabel umfassen. In mindestens einer Ausführungsform wird ein einzelnes Glasfaserkabel in dem zweiten länglichen Element 205 enthalten und in einem passiven Modus verwendet. In einem passiven Modus werden an einem ersten Ende des Kabels eine Lichtquelle und ein Lichtsensor vorgesehen. An einem zweiten Ende ist ein Reflektor vorgesehen. Im Gebrauch stellt die Lichtquelle eine Lichtmenge mit bestimmten Eigenschaften zum Reflektor bereit. Der Reflektor reflektiert dann das Licht zu dem Lichtsensor, der das reflektierte Licht analysieren kann, um die Eigenschaften des Lichts zu bestimmen. Der Reflektor lässt sich ändern, um die Eigenschaft des reflektierten Lichts in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Systems zu ändern. Beispielsweise kann der Reflektor verwendet werden, um eine Kondensation innerhalb der Schnittstelle zu überwachen. Der Reflektor kann ein Material umfassen, das sich beispielsweise die Farbe ändert in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Kondensation an dem zweiten Ende. Der Reflektor kann alternativ oder zusätzlich ein Material, das sich die Farbe oder dergleichen ändert, je nach dem Grad der Feuchtigkeit (entweder relative Feuchtigkeit oder absolute Feuchtigkeit) und/oder der Temperatur des Gases an dem zweiten Ende.

TABELLEN 2a und 2b zeigen einige beispielhafte Abmessungen von hier beschriebenen medizinischen Rohren, sowie einige Bereiche für diese Abmessungen. Die Abmessungen beziehen sich auf einen Querschnitt eines Rohres. In diesen Tabellen stellt Lumendurchmesser den Innendurchmesser eines Rohres dar. Pitch stellt den axial entlang dem Rohr gemessenen Abstand zwischen zwei sich wiederholenden Punkten, nämlich den Abstand zwischen der Spitze der vertikalen Abschnitte benachbarter ”T”s des zweiten länglichen Elements. Blasenbreite stellt die Breite (maximaler Außendurchmesser) von einer Blase dar. Blasenhöhe entspricht der Höhe einer Luftblase von dem Rohrlumen. Wulsthöhe stellt die maximale Höhe des zweiten länglichen Elements von dem Rohrlumen (z. B. die Höhe des vertikalen Teils des ”T”) dar. Wulstbreite stellt die maximale Breite des zweiten länglichen Elements (beispielsweise die Breite des horizontalen Teils des ”T”) dar. Blasendicke stellt die Dicke der Blasenwand dar. Tabelle 2A

	Säugling		Erwachsene
Eigenschaft	Abmessungen (mm)	Bereich (±)	Abmessungen (mm)	Bereich (±)
Lumendurchmesser	11	1	18	5
Pitch	4,8	1	7,5	2
Blasenbreite	4,2	1	7	1
Wulstbreite	2,15	1	2,4	1
Blasenhöhe	2,8	1	3,5	0,5
Wulsthöhe	0,9	0,5	1,5	0,5
Blasendicke	0,4	0,35	0,2	0,15

Tabelle 2B

	Säugling		Erwachsene
Eigenschaft	Abmessungen (mm)	Bereich (±)	Abmessungen (mm)	Bereich (±)
Lumendurchmesser	11	1	18	5
Pitch	4,8	1	7,5	2
Blasenbreite	4,2	1	7	1
Wulstbreite	2,15	1	3,4	1
Blasenhöhe	2,8	1	4,0	0,5
Wulsthöhe	0,9	0,5	1,7	0,5
Blasendicke	0,4	0,35	0,2	0,15

In einem weiteren Ausführungsbeispiel hat ein medizinisches Rohr die ungefähren in TABELLE 2C gezeigten Abmessungen. Tabelle 2C

Eigenschaft	Abmessungen (mm)	Bereich (+/-)
Pitch	5,1	3,0
Blasenbreite	5,5	2,0
Blasenhöhe	3,2	2,0
Blasendicke an der Spitze, am weitesten von Lumen (Außenwanddicke)	0,24	+0,20/–0,10
Blasendicke neben Lumen (Innenwanddicke)	0,10	+0,20/–0,05
Außendurchmesser des Rohres	22,5	3,0
Innendurchmesser des Rohres	17,2	4,0

Die in TABELLE 2C gezeigten Abmessungen können für Anwendungen bezüglich obstruktiven Schlafapnoe (OSA) besonders vorteilhaft sein. Im Vergleich zu Leitungen, die bei der Atemtherapie verwendet werden, sind in OSA-Anwendungen verwendete Leitungen wünschenswerterweise flexibler, haben einen kleineren Außendurchmesser, haben weniger Gewicht und sind leiser und weniger klebrig.
Um die Flexibilität zu verbessern, kann die Leitung so gebildet werden, um einen reduzierten Pitch zu haben. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element in eine Leitung mit einem Pitch von zwischen etwa 2 mm und etwa 8 mm gebildet werden. In einigen Konfigurationen kann die Leitung einen Pitch von zwischen etwa 4,5 mm bis etwa 5,6 mm aufweisen. In einigen Konfigurationen kann die Leitung einen Abstand von etwa 5,1 mm aufweisen. In einigen Konfigurationen kann die Leitung eine Heizung integrieren, einen Innendurchmesser von etwa 17 mm haben und eine Länge von etwa 72 Zoll (183 cm) haben, bei einem Pitch von zwischen etwa 5 und 5,1 mm. In solchen Konfigurationen kann der Widerstand der Heizvorrichtung, der eine Funktion der Länge des ersten länglichen Elements (und des zweiten länglichen Elements, das die Heizeinrichtung enthält, und das sich neben dem ersten länglichen Element positioniert ist) ist, ein akzeptables Maß an Widerstand zur Verwendung mit einer CPAP oder anderweitig innerhalb des OSA Bereichs haben. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element in eine Leitung gebildet werden und als solche hat das erste längliche Element einen Teil mit einer ersten Dicke, die ein Lumen in der Leitung definiert, und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke, die mindestens einen Teil der äußeren Oberfläche der leitung definiert. In einigen dieser Ausgestaltungen ist die erste Dicke geringer als die zweite Dicke. Wenn die erste Dicke geringer als die zweite Dicke ist, weist die Leitung überraschenderweise eine größere Flexibilität im Vergleich zu einer einfachen Verringerung der Dicke überall im ersten länglichen Element. In einigen dieser Ausgestaltungen ist die erste Dicke etwa 0,16 mm und die zweite Dicke etwa 0,22 mm. In einigen Konfigurationen kann die Leitung eine Heizung integrieren, und einen Innendurchmesser von etwa 17 mm und eine Länge von etwa 72 Zoll (183 cm) haben, während sie ein Gewicht zwischen etwa 85 Gramm und etwa 90 Gramm hat.
Um die Leitung leiser zu machen, wenn sie entlang einer Oberfläche bewegt oder gezogen wird, kann das erste längliche Element so gebildet werden, um eine reduzierte Wanddicke zu haben, und die Wand kann weich und verformbar sein. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element so gebildet werden, um eine Wanddicke von zwischen etwa 0,05 mm und etwa 44 mm zu haben. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element so gebildet werden, um eine Wanddicke von zwischen etwa 0,13 mm und etwa 0,44 mm zu haben. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element so gebildet werden, um eine Wanddicke von zwischen etwa 0,13 mm und etwa 0,26 mm zu haben. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element so gebildet werden, um eine Wanddicke von zwischen etwa 0,16 mm und etwa 0,24 mm zu haben. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element so gebildet werden, um eine Wanddicke von zwischen etwa 0,17 mm und etwa 0,225 mm zu haben. Das Ausbilden des länglichen Elements mit einer reduzierten Dicke hat auch den Effekt, das Gesamtgewicht der Leitung zu reduzieren.
Um die Größe der Leitung zu verringern, kann der Durchmesser unter Erhaltung eines ausreichenden Durchmessers, um die Wahrscheinlichkeit eines nicht akzeptablen Druckabfalls zu reduzieren, verringert werden. In einigen Konfigurationen kann der Innendurchmesser zwischen etwa 13 mm und etwa 22 mm betragen. In einigen Konfigurationen kann der Innendurchmesser zwischen etwa 16 mm und etwa 19 mm betragen. In einigen Konfigurationen kann die Leitung einen Außendurchmesser von etwa 22,5 mm haben. In einigen Konfigurationen kann die Leitung einen Außendurchmesser von etwa 22,5 mm, einen Innendurchmesser von etwa 17,2 mm und eine Länge von etwa 72 Zoll (183 cm) haben. Solch eine Konfiguration resultiert in einem geeigneten Druckabfall von der Länge der Leitung, während sie eine gewünschte Reduktion in der Größe der Leitung bereitstellt, während sie eine Leitung aufweist, die eine Blase hat, die sich um einen Außenumfang der Rohrleitung erstreckt, was sonst, im Vergleich mit Standard-Wellrohren, zu einer unerwünschten Erhöhung führen würde.
Um ein gewünschtes taktiles Erlebnis zu bieten, hat wünschenswerterweise die Leitung eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit. Überraschenderweise hat die Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit auch zu einer leiseren Leitung im Einsatz geführt. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element aus einem Extrudat, das ein Antiblockadditiv umfasst, gebildet werden. Das Antiblockadditiv kann, wie oben diskutiert, das Kleben zwischen Schichten der Leitung verringern, und es ist entdeckt worden, dass dies bei der Verringerung der mit der Leitung verbundenen Geräuschentwicklung hilft (zum Beispiel beim Ziehen der Leitung über eine Ecke von Möbeln oder dergleichen). In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element aus einem Extrudat, das Talk enthält, gebildet werden. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element aus einem Extrudat, das zwischen etwa 1,5 Gewichtsprozent und etwa 10 Gewichtsprozent Talk umfasst, gebildet werden. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element aus einem Extrudat, das zwischen etwa 1,5 Gewichtsprozent und etwa 3 Gewichtsprozent Talk umfasst, gebildet werden. In einigen Konfigurationen kann das erste längliche Element aus einem Extrudat, das etwa 1,5 Gewichtsprozent Talkum enthält, gebildet werden.

TABELLEN 3A und 3B stellen beispielsweise Verhältnisse zwischen den Abmessungen der Rohreigenschaften für die in den TABELLEN 2A und 2B beschriebenen Rohre. Tabelle 3A

Verhältnisse	Säugling	Erwachsene
Lumendurchmesser:Pitch	2,3:1	2,4:1
Pitch:Blasenbreite	1,1:1	1,1:1
Pitch:Wulstbreite	2,2:1	3,1:1
Blasenbreite:Wulstbreite	2,0:1	2,9:1
Lumendurchmesser:Blasenhöhe	3,9:1	5,1:1
Lumendurchmesser:Wulsthöhe	12,2:1	12,0:1
Blasenhöhe:Wulsthöhe	3,1:1	2,3:1
Lumendurchmesser:Blasendicke	27,5:1	90,0:1

Tabelle 3B

Verhältnisse	Säugling	Erwachsene
Lumendurchmesser:Pitch	2,3:1	2,4:1
Pitch:Blasenbreite	1,1:1	1,1:1
Pitch:Wulstbreite	2,2:1	2,2:1
Blasenbreite:Wulstbreite	2,0:1	2,1:1
Lumendurchmesser:Blasenhöhe	3,9:1	4,5:1
Lumendurchmesser:Wulsthöhe	12,2:1	10,6:1
Blasenhöhe:Wulsthöhe	3,1:1	2,4:1
Lumendurchmesser:Blasendicke	27,5:1	90,0:1

Die folgenden Tabellen zeigen einige beispielhafte Eigenschaften eines Verbundrohrs (mit ”A” identifiziert), die hier beschrieben wird, mit einem innerhalb des zweiten länglichen Element integrierten Heizfaden. Zum Vergleich sind auch Eigenschaften eines Fisher & Paykel Modell RT100 Einwegwellrohr (mit ”B” identifiziert) mit einem im Inneren der Bohrung des Rohres wendelförmig gewickelten Heizdraht vorgestellt.
Die Messung des Strömungswiderstands (RTF) wurde gemäß Anhang A der ISO 5367 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in TABELLE 4 zusammengefasst. Wie unten zu sehen ist, ist der RTF für das Verbundrohr niedriger als der RTF für das Modell RT100 Rohr. Tabelle 4

RTF (cm H₂O)

Durchflussrate (L/min) 3 20 40 60

A 0 0,05 0,18 0,38

B 0 0,28 0,93 1,99

Kondensat oder ”Rainout” innerhalb des Rohres bezieht sich auf das Gewicht des pro Tag gesammelten Kondensats bei 20 l/min Gasströmungsgeschwindigkeit und einer Raumtemperatur von 18°C. Befeuchtete Luft wird durch das Rohr kontinuierlich von einer Kammer geleitet. Die Rohrgewichte werden vor und nach jedem Tag des Testens aufgezeichnet. Drei aufeinanderfolgende Tests werden durchgeführt, wobei das Rohr zwischen jedem Test getrocknet wird. Die Ergebnisse sind unten in TABELLE 5 gezeigt. Die Ergebnisse zeigten, dass Rainout im Verbundrohr deutlich niedriger als in dem Modell RT100 Rohr ist. Tabelle 5

Rohr	A (Tag 1)	A (Tag 2)	A (Tag 3)	B (Tag 1)	B (Tag 2)	B (Tag 3)
Gewicht vor (g)	136,20	136,70	136,70	111,00	111,10	111,10
Gewicht nach (g)	139,90	140,00	139,20	190,20	178,80	167,10
Kondensat-Gewicht (g)	3,7	3,3	2,5	79,20	67,70	56,00

Der Strombedarf bezieht sich auf die Leistung, die während des Kondensat-Tests verbraucht wird. In diesem Test wurde die Umgebungsluft auf 18°C gehalten. Befeuchtungskammern wie Befeuchtungskammer 46 in 1 wurden durch MR850 Heizvorrichtungsbasen angetrieben. Die Heizfäden in den Rohren wurden unabhängig von einer Gleichstromversorgung gespeist. Unterschiedliche Flussraten wurden eingestellt und die Kammer wurde belassen, um sich bei 37°C am Ausgang der Kammer abzusetzen. Dann wurde die Gleichspannung an die Schaltungen geändert, um eine Temperatur von 40°C am Ausgang der Schaltung zu erzeugen. Die Spannung, die erforderlich ist, um die Ausgangstemperatur beizubehalten wurde aufgezeichnet, und die resultierende Leistung berechnet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 6 gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass Verbundrohr A wesentlich mehr Strom als Rohr B verwendet. Dies liegt daran, dass Rohr einen schraubenförmigen Heizfaden in der Rohrbohrung verwendet, um das Gas von 37°C bis 40°C zu erwärmen. Das Verbundrohr neigt nicht dazu, Gas schnell zu erwärmen, weil der Heizfaden in der Wand des Rohres (in dem zweiten länglichen Element eingebettet) ist. Stattdessen wird das Verbundrohr so ausgebildet, um die Gastemperatur zu erhalten und Rainout zu verhindern, indem die Rohrbohrung bei einer Temperatur über dem Taupunkt des feuchten Gases gehalten wird. Tabelle 6

Durchflussrate (L/min) 40 30 20

Rohr A, Stromversorgung erforderlich (W) 46,8 38,5 37,8

Rohr B, Stromversorgung erforderlich (W) 28,0 27,5 26,8
Rohrflexibilität wurde unter Verwendung eines Drei-Punkt-Biegetests getestet. Die Rohre wurden in eine Drei-Punkt-Biegetestvorrichtung platziert und mit einem Instron-5560-Testsystem Instrument verwendet, um Belastung und Verlängerung zu messen. Jede Rohrprobe wurde dreimal getestet; Messen der Verlängerung des Rohrs gegen die aufgebrachte Belastung, um durchschnittliche jeweilige Steifigkeitskonstanten zu erhalten. Die durchschnittlichen Steifigkeitskonstanten für Rohr A und Rohr B sind in TABELLE 7 wiedergegeben. Tabelle 7

Rohr Steifheit (N/mm)

A 0,028

B 0,088
Herstellungsverfahren
Als nächstes wird Bezug auf die 41A bis 41F genommen, die beispielhafte Verfahren zur Herstellung von Verbundrohren zeigen.
Es wird zunächst auf 41A verwiesen: in mindestens einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohr, dass das zweite längliche Element 205 vorgesehen wird und das zweite längliche Element 205 um den Dorn 401 spiralförmig gewickelt wird, wobei gegenüberliegende Seitenrandabschnitte 403 des zweiten länglichen Elements 205 auf angrenzenden Windungen beabstandet sind, wodurch eine Spirale 405 des zweiten länglichen Elements gebildet wird. Das zweite längliche Element 205 kann in bestimmten Ausführungsformen direkt um den Dorn gewickelt werden. In anderen Ausführungsformen kann eine Opferschicht über dem Dorn vorgesehen sein.
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren des Weiteren das Ausbilden des zweiten länglichen Elements 205. Die Extrusion ist ein geeignetes Verfahren zur Bildung des zweiten länglichen Elements 205. Der zweite Extruder kann so konfiguriert sein, um das zweite längliche Element 205 mit einer festgelegten Wulsthöhe zu extrudieren. Somit umfasst das Verfahren in mindestens einer Ausführungsform das Extrudieren des zweiten länglichen Elements 205.
Wie in 41B gezeigt, kann Extrusion vorteilhaft sein, weil dadurch Heizfäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205 verkapselt werden können, während das zweite längliche Element 205 beispielsweise unter Verwendung eines Extruders mit einer Kreuzkopf-Extrusion-Düse gebildet wird. In bestimmten Ausführungsformen umfasst somit das Verfahren das Bereitstellen eines oder mehrerer Heizfäden 215 und das Verkapseln der Heizfäden 215, um das zweite längliche Element 205 zu bilden. Das Verfahren kann auch das Bereitstellen eines zweiten länglichen Elements 205 umfassen, bei dem ein oder mehreren Heizfäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205 eingebettet oder eingekapselt werden.
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Einbetten von einem oder mehreren Fäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205 Wie in 41C gezeigt ist, können beispielsweise Fäden 215 in das zweite längliche Element 205 bis in eine vorgegebene Tiefe gedrückt werden (gezogen oder mechanisch positioniert). Alternativ können Schnitte in dem zweiten länglichen Element 205 bis zu einer bestimmten Tiefe durchgeführt werden, und die Fäden 215 können in die Schnitte gestellt werden. Vorzugsweise erfolgt das Pressen oder Schneiden kurz nachdem das zweite längliche Element 205 extrudiert wird, und das zweite längliche Element 205 weich ist.
Wie in den 41D und 41E gezeigt ist, umfasst in mindestens einer Ausführungsform das Verfahren das Bereitstellen des ersten länglichen Elements 203 und das spiralförmige Wickeln des ersten länglichen Elements 203 um die Spirale 405 des zweiten länglichen Elements, so daß Abschnitte des ersten länglichen Elements 203 benachbarte Windungen der Spirale 405 des zweiten länglichen Elements überlappen und ein Abschnitt des ersten länglichen Elements 203 neben den Dorn 401 in dem Raum zwischen den Windungen der Spirale des zweiten länglichen Elements 405 angeordnet ist, wodurch eine Spirale 407 des erstenlänglichen Elementsgebildet wird. 41D zeigt ein solches beispielhaftes Verfahren, bei dem Heizfäden 215 vor dem Bilden der Spirale des zweiten länglichen Elements in dem zweiten länglichen Element 205 eingekapselt werden. 41E zeigt ein solches beispielhaftes Verfahren, bei dem Heizfäden 215 in dem zweiten länglichen Element 205 eingebettet sind, als die Spirale des zweiten länglichen Elements ausgebildet wird. Ein alternatives Verfahren zum Einbringen von Fäden 215 in das Verbundrohr umfasst das Einkapseln von einem oder mehreren Fäden 215 zwischen dem ersten länglichen Element 203 und dem zweiten länglichen Element 205 in einem Bereich, in dem das erste längliche Element 203 das zweite längliche Element 205 überlappt.
Wie oben erläutert, umfasst zumindest eine Ausführungsform ein Rohr mit mehreren Windungen des ersten länglichen Elements 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205. Dementsprechend umfasst in bestimmten Ausführungsformen das Verfahren das Bereitstellen des ersten länglichen Elements 203 und das spiralförmige Wickeln des ersten länglichen Elements 203 um die Spirale 405 des zweite längliche Elements, so dass ein erster Seitenabschnitt des ersten länglichen Elements 203 eine Wicklung der Spirale 405 des zweiten länglichen Elements und ein zweiter Seitenabschnitt des ersten länglichen Elements 203 einen benachbarten Seitenabschnitt des ersten länglichen Elements 203 kontaktiert. Ein Abschnitt des ersten länglichen Elements 203 ist neben den Dorn 401 in den Raum zwischen den Windungen der Spirale 405 des zweiten länglichen Elements angeordnet, wodurch eine Spirale 407 des ersten länglichen Elements geformt wird, die mehrere Windungen des ersten länglichen Elements 203 zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 umfasst.
Bei mindestens einer Ausführungsform ist das erste längliche Element 203 mehrmals zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 gewickelt. Ein beispielhaftes Diagramm des resultierenden Längsschnitts ist in 41G gezeigt. Benachbarte Windungen des ersten länglichen Elements 203 können unter Verwendung jeder geeigneten Technik fusioniert werden, wie zum Beispiel Heißsiegeln, Kleben oder anderen Befestigungsmechanismus. In mindestens einer Ausführungsform können benachbarte geschmolzene oder erweichte Blasen zusammen berührt werden und dadurch in der Wärme gebunden und in der Folge mit einem Luftstrahl gekühlt werden. Benachbarte Windungen des ersten länglichen Elements 203 können auch durch Aufwickeln auf den Dorn in einem erweichten Zustand und Abkühlenlassen derselben verbunden werden.
Bei mindestens einer Ausführungsform ist das erste längliche Element 203 ein einziges Mal oder mehrere Male zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 gewickelt, und die Blase oder Blasen zwischen Windungen des zweiten länglichen Elements 205 weiter in zusätzliche diskrete Luftblasen unter Verwendung einer geeigneten Technik wie beispielsweise einer Wärmebehandlung geklappt werden. Ein beispielhaftes Schema des resultierenden Längsschnitts ist in 41H gezeigt. Wie in 41H dargestellt ist, kann eine Luftblase des ersten länglichen Elements 203 in zwei oder drei oder mehr diskrete Blasen unter Verwendung jeder geeigneten Technik, wie beispielsweise Anwendung einer mechanischen Kraft mit einem Gegenstand oder der Anwendung einer Kraft mit einem gerichteten Luftstrahl geklappt werden. Ein weiteres beispielhaftes Schema eines resultierenden Längsschnitts ist in 41I dargestellt. In diesem Beispiel wird ein Mittelabschnitt einer Blase geklappt, so dass die Oberseite der Blase an der Unterseite der Blase gebunden wird, um zwei diskrete Blasen zu bilden, die durch einen flachen Bodenabschnitt getrennt sind. Dann werden benachbarte Seitenabschnitte der zwei diskreten Blasen verbunden, um eine Struktur mit drei diskreten Blasen zu bilden.
Die oben beschriebenen Alternativen zum Integrieren von einem oder mehreren Heizfäden 215 in ein Verbundrohr haben Vorteile gegenüber der Alternative mit Heizfäden im Gasweg. Die Abwesenheit der Heizfäden 215 vom Gasweg verbessert die Leistung, da die Fäden die Rohrwant erhitzen, wo die Kondensation am ehesten gebildet zu werden ist. Diese Konfiguration reduziert die Brandgefahr in Umgebungen mit vielem Sauerstoff, indem sie den Heizfaden aus dem Gasweg herausbewegt. Diese Eigenschaft verringert auch die Leistung, da sie die Wirksamkeit der Heizfäden beim Erwärmen der durch das Rohr gelangenden Gase reduziert. Trotzdem umfasst in bestimmten Ausführungsformen ein Verbundrohr 201 einen oder mehrere Heizfäden, die in dem Gaspfad angeordnet sind. Beispielsweise können Heizfäden an der Lumenwand (Rohrbohrung) eingelagert werden, beispielsweise in einer spiralförmigen Konfiguration. Ein beispielhaftes Verfahren zur Anordnung eines oder mehrerer Heizfäden 215 an die Wand des Lumens umfasst Kleben, Einbetten oder anderweitiges Bilden eines Heizfadens auf einer Fläche des zweiten länglichen Element 205, das, im zusammengebauten Zustand bildet, die Wand des Lumens bildet. Somit umfasst in bestimmten Ausführungsformen das Verfahren das Anordnen eines oder mehrerer Heizfäden 215 an der Lumenwand.
Unabhängig davon, ob die Heizfäden 215 auf dem zweiten länglichen Element 205 eingebettet oder verkapselt sind, oder auf dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet sind, oder auf andere Weise in oder auf dem Rohr platziert sind, können in mindestens einer Ausführungsform Paare von Fäden in eine Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundrohres ausgebildet werden, um eine Schaltung zu bilden.
41F zeigt einen Längsquerschnitt der in 41E gezeigten Anordnung, die sich auf einen oberen Abschnitt des Dorns 401 und einen oberen Abschnitt der Spirale 407 des ersten länglichen Elements und der Spirale 405 des zweiten länglichen Elements fokussiert. Dieses Beispiel zeigt die Spirale 405 des zweiten länglichen Elements mit einem T-förmigen zweiten länglichen Element 205. Als das zweite längliche Element gebildet wird, werden Heizfäden 215 in das zweite längliche Element 205 eingebettet. Die rechte Seite der 41F zeigt das blasenförmige Profil der ersten Spirale des ersten länglichen Elements, wie oben beschrieben.
Das Verfahren kann auch das Bilden des ersten länglichen Elements 203 umfassen. Die Extrusion ist ein geeignetes Verfahren zur Bildung des ersten länglichen Elements 203. Somit umfasst das Verfahren in zumindest einer Ausführungsform das Extrudieren des ersten länglichen Elements 203. Das erste längliche Elements 203 kann auch dadurch hergestellt werden, dass zwei oder mehr Teile extrudiert werden und zu einem einzigen Stück verbunden werden. Als weitere Alternative kann das erste längliche Element 203 auch dadurch hergestellt werden, dass Abschnitte, die eine hohle Form erzeugen, wenn sie nebenan auf einem Spiralrohr-Formverfahren gebildet oder verbunden werden, extrudiert werden.
Das Verfahren kann auch umfassen, dass ein Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck zu einem Ende des ersten länglichen Elements 203 zugeführt wird. Das Gas kann Luft sein, zum Beispiel. Andere Gase können ebenfalls verwendet werden, wie oben erläutert. Das Zuführen eines Gases zu einem Ende des ersten länglichen Elements 203 kann dabei helfen, eine offene, hohle Körperform zu erhalten, während das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt ist. Das Gas kann zugeführt werden, bevor das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt wird, während das erste längliche Element 203 um den Dorn Spindel 401 gewickelt ist, oder nachdem das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt ist. Beispielsweise kann ein Extruder mit einer Kombination aus Extrusionsdüsenkopf/Spitze Luft in den Hohlraum des ersten länglichen Elements 203 zuführen oder liefern, währen das erste längliche Element 203 extrudiert wird. Somit umfasst das Verfahren in mindestens einer Ausführungsform das Extrudieren des ersten länglichen Elements 203 und das Zuführen eines Gases unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck zu einem Ende des ersten länglichen Elements 203 nach der Extrusion. Ein Druck von 15 bis 30 cm H₂O – (oder etwa 15 bis 30 cm H₂O) wurde als geeignet gefunden.
Bei mindestens einer Ausführungsform sind das erste längliche Element 203 und das zweite längliche Element 205 spiralförmig um den Dorn 401 gewickelt. Zum Beispiel können das erste längliche Element 203 und das zweite längliche Element 205 aus einer Extrusionsdüse zu einer erhöhten Temperatur von 200°C (oder etwa 200°C) oder mehr kommen, und dann nach einer kurzen Strecke auf den Dorn aufgebracht werden. Vorzugsweise ist der Dorn mit einem Wassermantel, einem Kühler und/oder einem anderen geeigneten Kühlverfahren auf eine Temperatur von 20°C (oder etwa 20°C) oder weniger, beispielsweise nahe 0°C (oder etwa 0°C) abgekühlt. Nach 5 (oder etwa 5) Spiralwindungen werden das erste längliche Element 203 und das zweite längliche Element 205 durch ein Kühlfluid (Flüssigkeit oder Gas) weiter gekühlt. In einer Ausführungsform ist das Kühlfluid aus einem Ring emittierte Luft, wobei Düsen den Dorn umgeben. Nach dem Abkühlen und Entfernen der Komponenten aus dem Dorn wird ein Verbundrohr gebildet, das ein sich entlang einer Längsachse erstreckenden Lumen und einen Hohlraum um das Lumen hat. In einer solchen Ausführungsform ist kein Klebstoff oder anderer Befestigungsmechanismus benötigt, um das erste und das zweite länglichen Elemente zu verbinden. Andere Ausführungsformen können einen Klebstoff oder einen anderen Befestigungsmechanismus verwenden, um die beiden Teile zusammen zu binden oder auf andere Weise zu verbinden. In einer anderen Ausführungsform kann das zweite längliche Element 205 nach der Extrusion und der Anordnung der Heizfäden abgekühlt werden, um den Standort der Heizfäden einzufrieren. Das zweite längliche Element 205 kann dann wieder erwärmt werden, wenn es auf den Dorn aufgebracht wird, um die Bindung zu verbessern. Beispielhafte Methoden zur Wiedererwärmung sind u. a. der Einsatz von Spot-Heizgeräten, beheizte Rollen, usw.
Das Verfahren kann auch gebildete Paare von Hitz- oder Abtastungsfaden in eine Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundrohres umfassen. Zum Beispiel können Endabschnitte von zwei Hitz- oder Abtastungsfäden aus dem zweiten länglichen Element 205 herausgezogen werden, und dann in eine Verbindungsschleife gebildet werden, z. B. durch Binden, Kleben, Anhaften, Verschmelzen, der beiden Fäden miteinander. Als weiteres Beispiel können Endabschnitte der Heizfäden frei von dem zweiten länglichen Element 205 während des Herstellungsprozesses gelassen werden, und dann in eine Verbindungsschleife gebildet werden, wenn das Verbundrohr zusammengebaut wird.
Unter Bezugnahme auf die 41J–41Q involviert ein alternatives Verfahren zum Bilden eines Rohres 201 ein Extrusionswerkzeug 2001 mit einer Reihe von Strömungswegen, die ihm entlang laufen. Das Extrusionswerkzeug 2001 kann verwendet werden, um Rohre wie die in den 41P und 41Q gezeigten beispielhafte Rohre zu bilden. Wie gezeigt ist, können unter Verwendung des Extrusionswerkzeugs 2001 hergestellte Rohre eine Mehrzahl von ersten länglichen Elementen 203 umfassen, die sich allgemein entlang der Längsachse des Rohres erstrecken. In einigen Ausführungsformen enthält das Extrusionswerkzeug 2001 einen Körper 2010 und eine zentrale Erweiterung 2020. In einigen Ausführungsformen sind der Körper 2010 und die Erweiterung 2020 im allgemeinen zylindrisch. Der Körper 2010 kann einen oder mehrere Strömungswege 2012 enthalten, die den Durchgang von geschmolzenem Kunststoff oder einem anderen Material durch den Körper 2010 von einem Eingangsende 2014 zu einem Ausgangs- oder Extrusionsende 2016 ermöglichen. In einigen Ausführungsformen haben die Strömungswege einen im wesentlichen konischen Längsschnitt (d. h., sind breiter, wenn der geschmolzene Kunststoff zuerst an dem Eingang 2014 eintritt, und schmaler in der Nähe des Extrusionsendes 2016). Die Strömungswege können verschiedene Konfigurationen haben, um Rohre 201 mit verschiedenen Profilen zu produzieren. Zum Beispiel kann die Strömungspfad-Konfiguration, die am Ausgangs- oder Extrusionsende 2016 in 41L und 41M gezeigt ist, ein Rohr 201 mit einem Stirnsichtsrofil, wie in 41J gezeigt, erzeugen. 41K zeigt eine Stirnansicht des Rohrs der 41J mit zweiten länglichen Elemente 205, die Heizfäden 215 umfassen können, die zwischen benachbarten Blasen oder ersten länglichen Elementen 203 angeordnet werden. Im Gebrauch wird das Werkzeug 2001 so angepasst, um zu drehen, um zu verursachen, dass das Rohr 201 spiralförmig ausgebildet wird. Wie in der 41O gezeigt, kann die zentrale Erweiterung 2020 das Extrusionswerkzeug 2001 mit einem Extruder 2030 koppeln. Zwischen der xentralen Erweiterung 2020 und dem Extruder 2030 angeordnete Lager können ermöglichen, dass die zentrale Erweiterung 2020 und der Körper 2010 in Bezug auf den Extruder 2030 drehen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeugs 2001 kann eingestellt werden, um den Pitch oder den Steigungswinkel des ersten länglichen Elements 203 zu ändern. Beispielsweise kann eine schnellere Drehgeschwindigkeit einen kleineren Steigungswinkel erzeugen, wie in 41P gezeigt wird. Eine langsamere Drehgeschwindigkeit kann einen größeren Steigungswinkel erzeugen, wie in 41Q gezeigt.
Medizinische Rohre mit einem einzigen spiralförmig gewickelten Rohr
Die 42A–42F zeigen Querschnitte von beispielhaften Ausführungsformen von Rohren, die eineinzelnes rohrförmiges Element mit einem ersten länglichen Element oder Abschnitt 203 und einem zweiten länglichen Element oder Abschnitt 205 aufweisen. Wie dargestellt ist, sind die zweiten länglichen Abschnitte 205 integral mit den ersten länglichen Abschnitten 203 und erstrecken sich entlang der gesamten Länge des einzelnen rohrförmigen Elements. In den dargestellten Ausführungsformen ist das einzelne rohrförmige Element ein länglicher Hohlkörper mit im Querschnitt eine relativ dünne Wand, die teilweise den hohlen Abschnitt 501 definiert, mit zwei Verstärkungs Abschnitten 205 mit einer relativ größeren Dicke oder relativ höheren Steifigkeit auf gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers neben der relativ dünnen Wand. Diese Verstärkungsabschnitte bilden einen Abschnitt der Innenwand des Lumens 207 nachdem der länglichen Hohlkörper spiralförmig gewickelt wird, so daß diese Verstärkungsabschnitte auch spiralförmig zwischen benachbarten Windungen des länglichen Hohlkörpers angeordnet sind.
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines länglichen Hohlkörpers, der den ersten länglichen Abschnitt 203 und den Verstärkungsabschnitt 205 umfasst. Die Extrusion ist ein geeignetes Verfahren zur Bildung des länglichen Hohlkörpers. Geeignete Querschnittsformen für das rohrförmige Element sind in den 42A–42F gezeigt.
Der längliche Hohlkörper kann in ein medizinisches Rohr gebildet werden, wie oben erläutert, und die vorangehenden Diskussion wird durch diese Bezugnahme aufgenommen. Zum Beispiel umfasst das Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Rohres in mindestens einer Ausführungsform das spiralförmige Wickeln bzw. Winden des länglichen Hohlkörpers um einen Dom. Dies kann bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden, so dass der längliche Hohlkörper gekühlt wird, nachdem es spiralförmig gewickelt ist, um benachbarte Windungen zusammenzufügen. Wie in der 42B gezeigt ist, können gegenüberliegende Seitenrandabschnitte der Verstärkungsabschnitte 205 auf benachbarte Windungen berühren. In anderen Ausführungsformen können gegenüberliegende Seitenrandabschnitte des zweiten länglichen Elements 205 benachbarte Windungen überlappen, wie in den 42D und 42E gezeigt wird. Heizfäden 215 können in das zweite längliche Element eingebaut werden, wie oben erläutert und wie in den 42A bis 42F gezeigt wird. Zum Beispiel können Heizfäden auf gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers, wie in den 42A–42D gezeigt wird, vorgesehen sein. Alternativ können Heizfäden auf nur einer Seite des länglichen Hohlkörpers, wie in den 42E–42F gezeigt wird, vorgesehen sein. Jede dieser Ausführungsformen könnte auch die Anwesenheit von Abtastungsfäden integrieren.
Platzierung des Kammer-Ende-Steckers mit Elektrischer Verbindungstechnik
Als nächstes wird auf 43A verwiesen, die ein Beispiel eines Flussdiagramms zum Anbringen eines Verbinders an dem Ende des Rohrs zeigt, das im Einsatz so ausgebildet ist, um mit einem Befeuchter zu verbinden. Wie oben beschrieben mit Bezug auf die 1 hat zum Beispiel die Inspirationsleitung 70 eine Verbindung zu der Befeuchtungseinheit 40 über den Einlass 42. Das beispielhafte Ablaufdiagramm von 43A kann die Inspirationsleitung 70 in die Lage versetzen, physisch und elektrisch mit der Befeuchtungseinheit 40 eine Verbindung zu haben.
In dem Beispiel der 43A wird eine Dichtung 1503 in ein Dichtungsgehäuse 1501 eingeführt. Der Vorgang der Einführunf der Dichtung wird auch in größerem Detail in 43B gezeigt. Das Dichtungsgehäuse 1501 ist aus einem geformten Kunststoff hergestellt. Ein offenes Ende ist zur Anbindung an einen Befeuchter bemessen und konfiguriert. Die Dichtung 1503 kann ein O-Ring sein, wie in 43B gezeigt. Ein geeignete Konfiguration für den O-Ring kann eine doppel-ttorische Konfiguration sein, die durch einen dünneren Steg verbundenedickere konzentrische Tori umfasst. In diesem Beispiel wird der O-Ring aus einem einzigen elastomeren Material geformt, wie beispielsweise Gummi. Die Dichtung 1503 wird in eine nachgiebigen Rippe in dem Dichtungsgehäuse 1501 gelagert. Die Dichtung 1503 wird so ausgebildet, um gegen eine Außenfläche des Anschlusses der Befeuchterkammer abzudichten. Die Dichtung 1503 kann ablenken, um entlang der Außenfläche des Anschlusses zu erstrecken. Mit anderen Worten umfasst die Doppel-O-Ring-Konfiguration einen inneren O-Ring und einen äußeren O-Ring, die durch einen Flansch verbunden sind. Der äußere O-Ring wird in dem Verbinder abgedichtet werden, während der innere O-Ring entlang dem Flanschabschnittm ablenken und gegen die Außenfläche des Anschlusses drücken kann. In einer solchen Position kann ein sich durch eine Mittelachse des inneren O-Rings erstreckende horizontale Ebene in einer anderen Ebene sein als eine horizontale Ebene, die sich durch eine Mittelachse des äußeren O-Rings erstreckt.
Unter erneuter Verweisung auf das Beispiel der 43A wird eine gedruckte Leiterplatte (PCB) in einen kompatiblen Dock am Dichtungsgehäuse 1501. Der Vorgang des Einsetzens des PCBs ist genauer in 43C gezeigt. In wird ein Modul 1505, das ein PCB und einen PCB-Verbinder umfasst, in einen kompatiblen Dock auf dem Dichtungsgehäuse 1501 eingesetzt. In diesem Beispiel ist der PCB-Verbinder ein Off-the-shelf-Verbinder, der von Tyco Electronics Corp (Berwyn, PA) verkauft wird. Das PCB weist vier Anschlüsse auf, die zum Empfang von vier leitenden Fäden geeignet sind, die in dem zweiten länglichen Element des Rohres eingeschlossen sind. Allerdings kann das PCB so konfiguriert werden, um eine geeignete Anzahl von leitfähigen Fäden zu empfangen, wenn das zweite längliche Element mehr oder weniger als vier leitende Fäden enthält.
Unter erneuter Verweisung auf das Beispiel der 43A ist ein Dichtungshalter 1507 an einem offenen Ende des Dichtungsgehäuses 1501 aufgeschnappt, wobei die Dichtung 1503 an der kompatiblen Rippe sitzt. Das Aufschnappen des Dichtungshalters 1507 in ihrem Platzkomprimiert die Dichtung 1503 und bildet dabei eine flüssigkeits- und gasfeste Verbindung zwischen dem Dichtungsgehäuse 1501 und dem Dichtungshalter 1507. In diesem Beispiel ist der Dichtungshalter aus einem geformten Kunststoff hergestellt und weist einen vorstehenden Abschnitt auf, der so bemessen und geformt ist, dass es um das PCB herum passt. Der vorstehende Abschnitt dient zur Unterstützung und zum Schutz des flexibleren und zerbrechlichen PCB. Die resultierende Anordnung, die das Dichtungsgehäuse 1501, die Dichtung 1503, das PCB und PCB-Verbindungsanordnung 1505 und den Dichtungshalter 1507 umfasst, wird hierin als Verbinderrohranordnung 1515 genannt.
Unter erneuter Verweisung auf das Beispiel der 43A wird das Rohr für das Verbinden mit der Verbinderrohranordnung 1515 vorbereitet. Wie gezeigt in 43A und mit mehr Detail in 43E wird in Schritt 1511 ein Abshnitt des zweiten länglichen Elements an einem Ende des Rohr von dem ersten länglichen Element getrennt. Dann wird in Schritt 1513 eine Länge des abgetrennten zweiten länglichen Element abgestreift, um vier leitende Fäden (oder die Anzahl der in dem zweiten länglichen Element enthaltenen leitenden Fäden) offenbaren. Schritt 1513 ist ausführlicher in 43F gezeigt.
Wie in 43A erläutert und wie in größerem Detail in 43G gezeigt, wird der Abschnitt des Rohres mit der abgestreiften Länge des zweiten länglichen Elements in die Verbinderrohranordnung 1515 eingeführt. Wie in Schritt 1517 der 43A und 43H gezeigt wird, werden die vier leitenden Fäden in die vier Anschlüsse des PCB eingesetzt. Dann wird, wie in den 43A und 43I gezeigt ist, ein Wulst von Lot 1519 über jedem Faden/Anschluss-Verbindung gelegt, um den Faden an den Anschluss zu sichern und eine gute elektrische Verbindung zwischen jedem Faden und seinem entsprechenden Anschluss zu gewährleisten.
Um sicherzustellen, dass alle Teile des Verbinderrohranordnung 1515 fest aneinander befestigt sind, wird dann eine Schicht von Klebstoff 1521 aufgebracht. Klebstoff ist ein weit gefasster Begriff und bezeichnet ein Material zum Verbinden, Befestigen oder Anbringen anderer Materialien. Ein Klebstoff kann ein adhäsives oder klebriges Gefühl haben, wenn er in einem flüssigen oder halbfesten Zustand ist. Wenn der Klebstoff getrocknet oder in anderer Weise in einem festen Zustand ausgehärtet hat, kann der Klebstoff adhäsiv oder nichtadhäsiv sein, oder ein nicht-klebriges Gefühl haben. Der Klebstoff kann ein Harz, wie ein Epoxidharz oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein. Der Einsatz von TPE-Materialien kann von Vorteil sein, weil sie in der Regel flexibel sind und Verdrehung, Biegen, oder Druck ausstehen können, ohne zu zerbrechen.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Aufbringen des Klebstoffs 1521 wird in 43J gezeigt. In diesem Verfahren wird eine Zweiblock-Form vorgesehen. In diesem Beispiel ist die Form aus rostfreiem Stahl, aber jedes geeignete Material kann verwendet werden. Zum Beispiel kann die Form aus Teflon^® PTFE-Blöcken hergestellt werden. Ein Block wird so ausgebildet, um die vorstehende PCB-e und PCB-Verbinderanordnung 1505 der Verbinderrohranordnung 1515 und des benachbarten Rohres aufzunehmen, und der andere Block wird so ausgebildet, um den gegenüberliegenden Teil des Rohrs und der Verbinderrohranordnung 1515 aufzunehmen Das Rohr wird in die kompatiblen Formwerkzeugteile derart gelegt, daß sich die Blöcke einer auf dem anderen stapeln. Ein flüssiger Klebstoff wird in eine Einlassöffnung in die Form eingebracht, und der Klebstoff wird gelassen, um auszuhärten. Dann wird die Form entfernt, um die geklebte Rohrverbinderanordnung 1523 freuzulegen, die eine Schicht aus gehärtetem Klebstoff 1507 umfasst, die das PCB und die Verbindung zwischen dem Rohr und der Verbinderrohranordnung 1515 bedeckt. Die Klebstoffschicht kann das PCB und alle Lötverbindungen auf dem PCB bedecken. Auf diese Weise kann die Klebstoffschicht das PCB und die Verbindungen vor Korrosion schützen. in anderen Worten hat der Klebstoff drei Funktionen: Abdichtung der Verbinders und der Leitung, Fixierung des PCBs und Vergießen des PCBs; die Klebstoffschicht bildet eine pneumatische Dichtung, eine mechanische Verbindung und einen PCB-Verguss.
Unter erneuter Verweisung auf 43A ist die Rohr- und Verbinderanordnung 1523 dann in dem Zustand für die Endmontage. Wie detaillierter in 43K gezeigt wird, sind ein vorderes Clamshell 1525 und ein hinteres Clamshell 1527 um die Rohr- und Verbinderanordnung 1523 aufgeschnappt, so dass ein Teil des PCB-Verbinders sichtbar gelassen wird. Die Teile des Clamshells 1525, 1527 können aus geformtem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Die Teile des Clamshells 1525, 1527 dienen zum weiteren Schutz der Rohr- und Verbinderanordnung 1523, und um die Rohr- und Verbinderanordnung in einer gebogenen Position zu halten, die die Rückkehr des Kondensats in die Befeuchtereinheit bei Gebrauch fördert. Wie in 43L gezeigt, kann die Endmontage leicht in einen Luftbefeuchter mit einem kompatiblen elektrischen Verbinder in der Nähe des Anschlussports einrasten.
Obwohl das vorstehende Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben wurde, stellt das Flußdiagramm lediglich ein beispielhaftes Verfahren zum Anbringen eines Verbinders an das Ende des Rohrs dar, das im Einsatz so ausgebildet ist, um an einen Befeuchter verbunden zu werden. Das hier beschriebene Verfahren impliziert keine feste Reihenfolge der Schritte. Es impliziert auch nicht, dass irgendein Schritt erforderlich ist, um das Verfahren auszuüben. Ausführungsformen können in beliebiger Reihenfolge und Kombination, die praktikabel ist, ausgeübt werden.
Platzierung des Patienten-Ende-Verbinders mit Elektrischer Verbindungstechnik
Als nächstes wird Bezug auf die 44A–44H genommen, die ein Beispiel eines Verbinders 1600 zeigen, der ein Ende des Rohrs 201 mit einer Patientenschnittstelle (nicht gezeigt) verbindet. Der Abschnitt des Verbinders 1600, der mit der Patientenschnittstelle verbindet, ist durch das Bezugszeichen 1601 angegeben. 44A zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Verbinders 1600. Wie in 44B–44E gezeigt, umfasst der Verbinder 1600 ein Rohr 201, ein PCB 1603 und einen Einsatz 1605, die zusammen als ein Computational Fluid Dynamics(CFD)-Modul 1607 bezeichnet werden, wenn sie zusamenmontiert sind, sowie eine Abdeckung 1609. Jede der 44B–44E zeigt eine perspektivische Seitenansicht, die in der Regel der Ansicht von 44A entspricht.
Der Einsatz 1605 und die Abdeckung 1609 sind vorzugsweise Kunststoffformteile. Der Einsatz 1605 kann einem oder mehreren Zwecken dienen, einschließlich der Bereitstellung eines Rezeptors für das Rohr, der Bereitstellung einer geeigneten Leitung für den Gasströmungspfad, die Bereitstellung eines Gehäuses für das PCB, sowie die Bereitstellung eines Gehäuses für einen Thermistor (unten besprochen). Die Abdeckung 1609 schützt und bedeckt das relativ zerbrechliche PCB und schützt die Verbindung zwischen dem Rohr und dem Einsatz. Wie in 44A gezeigt wird, ist das Ende des in das Rohr 201 eingeführte Einsatzes 1605 vorzugsweise geneigt, um das Einführen in das Rohr 201 zu erleichtern. Zusätzlich, wie in 44D gezeigt ist, umfasst der Einsatz wünschenswerterweise einen Stoppteil 1606, der die richtigen Platzierung des Rohrs 201 in Bezug auf den Einsatz 1605 fördert, und auch dazu dient, das PCB 1603 zu schützen.
Zur elektrischen Verbindung der leitenden Fäden in dem zweiten länglichen Teil des Rohres 201 mit den Anschlüssen des PCBs 1603 kann ein ähnliches Verfahren wie das mit Bezug auf 43E–43I oben gezeigte verwendet werden.
44F zeigt einen Querschnitt des Verbinders 1600 und entspricht allgemein der gleichen perspektivischen Seitenansicht von 44A. 44H zeigt einen Querschnitt der CFD-Anordnung 1607 und entspricht allgemein der gleichen perspektivischen Ansicht von 44D. Diese Figuren zeigen mehr Details bezüglich der relativen Anordnung des Rohres 201, der CFD-Anordnung 1607 und der Abdeckung 1609.
44H zeigt einen Querschnitt des Verbinders 1600 entlang der Breite des Verbinders, von dem der Patientenschnittstelle-Ende 1601 des Verbinders gesehen, in Richtung des Rohres (nicht gezeigt) blickend. 44I zeigt einen Einschubdraufquerschnitt der CFD-Anordnung 1607, der zusätzliche Einzelheiten des PCBs und des Thermistors 1611 zeigt. Wie in den 44H und 44I gezeigt ist, ist der Thermistor 1611 in den Strömungspfad angeordnet. Der Thermistor 1611 kann Temperatur- und Gasflussinformationen bereitstellen, um die Beurteilung der thermischen Bedingungen in der Nähe der Patientenschnittstelle zu ermöglichen.
Platzierung von spiralartigem Verbinder
Als nächstes wird auf 45A–45E verwiesen, die einen Verbinder ohne elektrische Verbindbarkeit zu einem PCB. Jedoch kann in einigen Konfigurationen der Verbinder ebenso dazu angepasst sein, elektrische Verbindbarkeit zu einem PCB zu haben. Der Verbinder eignet sich zur Verbindung mit einer Patientenschnittstelle oder einem Luftbefeuchter. Er ist besonders geeignet für die Verwendung als Patienten-Ende-Verbinder und/oder Einrichtung-Ende-Verbinder in einer Umgebung von obstruktiver Schlafapnoe.
Ein Formeinsatz mit spiraligem Ende 1701 wird vorgesehen. Das Ende des Einsatzes 1701 gegenüber dem Spiralende wird zum Einsetzen oder Anbringen an einem Befeuchter Anschluss und/oder einem Patientenschnittstellenanschluss und/oder einer beliebigen anderen Komponente geformt.
Wie in 45C gezeigt, wird das der spiralige Ende des Einsatzes 1701 auf die kompatiblen Windungen des Rohres 201 geschraubt. In diesem Beispiel werden die spiraligen Windungen des Einsatzes 1701 so bemessen und konfiguriert, dass sie über und um die Windungen des ersten länglichen Elements 203 des Rohrs 201 passen.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Fall eines Rohres mit einem oder mehreren elektrisch angetriebenen Drähte darin, eine elektrische Verbindung an zumindest einem Teil des Einsatzes 1701 vorgesehen werden kann. Wenn der Einsatz 1701 installiert ist, wird sich der elektrische Verbinder vorzugsweise mit den Drähten ausrichten, was eine elektrische Verbindung erleichtert. Lot oder dergleichen können dann verwendet werden, um die Verbindung zu sichern.
Ein weiches Gummi- oder TPE-Element 1703 auf zumindest einen Teil des Einsatzes 1701 und, wahlweise, das Rohr 201, eingefügt oder geformt werden, um die Befestigung zwischen dem Einsatz 1701 und dem Rohr 201 zu fördern. In einigen Fällen stellt der Einsatz 1701 (oder zumindest das spiralige Ende des Einsatzes 1701) ausreichenden seitlichen Stauchwiderstand, um die Verwendung von Hochdruckformtechniken zu ermöglichen, wo der Druck den seitlichen Stauchwiderstand des Rohres 201 ohne den Einsatz 1701 überschreiten kann. Das Element 1703 kann auch in vorteilhafter Weise eine weiche Oberfläche zum Greifen bereitstellen, wenn ein Rohr aus einer Komponente entfernt bzw. in eine Komponente eingefügt wird.
Das vorstehenden Verfahren zum Anbringen eines Verbinders an einem spiralgewickelten Rohr ist beispielhaft vorgesehen. Das hier beschriebene Verfahren impliziert keine feste Reihenfolge der Schritte. Es impliziert auch nicht, dass irgendein Schritt erforderlich ist, um das Verfahren auszuüben. Ausführungsformen können in beliebiger praktikabler Reihenfolge und Kombination ausgeübt werden.
Platzierung des Alternativen Gerät-Ende-Verbinder
Als nächstes wird Bezug auf die 46A bis 46F genommen, die einen Verbinder zeigen, der für medizinische Schaltungen mit dadurchlaufenden elektrischen Leitungen eingesetzt werden kann. Der Verbinder 1801 weist eine Aussparung 1802 auf, die in bestimmten Ausführungsformen 30 mm (oder 30 mm) breit ist. In bestimmten Ausführungsformen ist an einem Ende der Aussparung 1802 ein L-förmiger Arm 1803, der sich teilweise nach außen von dem Verbinder 1801 und teilweise parallel zur Langsachse des Verbinders 1801 erstreckt.
Der Arm 1803 kann einen oder mehrere elektrische Leiter 1804 darin eingebettet haben. Die Leiter 1804 können aus Kupfer oder Messing oder einem anderen geeignet leitenden Material hergestellt sein, und können als flache L-förmige Teile geformt werden, die im wesentlichen entlang der Länge des Armes 1803 laufen.
Der Verbinder 1801 kann ferner einen inneren Abschnitt 1805 umfassen, der dazu angepasst ist, um im wesentlichen innerhalb eines Abschnitts des Rohrs 201 zu sitzen, sowie einen äußeren Abschnitt 1806, der angepasst ist, um einen Abschnitt der Rohrs 201 im wesentlichen umzugeben.
Ein Abschnitt des zweiten länglichen Elements 205 wird abgezogen, um die einen oder mehrere darin eingebettete Fäden 215 zu offenbaren. Vorzugsweise ist etwa 5 mm der Fäden 215 offenbart. Der Verbinder 1801 wird dann an dem Rohr 215 befestigt, so dass der Innenabschnitt 1805 innerhalb des Rohrs 201 sitzt, und der Außenabschnitt 1806 um das Rohr 201 herum sitzt. Vorzugsweise ist der Verbinder 1801 so ausgerichtet, dass die offenbarten Enden der Fäden 215 an oder in der Nähe der Aussparung 1802 liegen.
Die offenbarten Enden der Fäden 215 werden dann elektrisch und/oder physikalisch mit den Leitern 1804 verbunden. Dies kann durch Löten der Enden dan die Leiter 1804 oder jedes andere im Stand der Technik bekannte Verfahren durchgeführt werden.
Ein weiches Gummi- oder TPE-Element 1807 kann auf zumindest einen Teil des Verbinders 1801 und gegebenenfalls das Rohr 201 eingefügt oder geformt werden, um die Befestigung zwischen dem Verbinder 1801 und dem Rohr 201 zu fördern.
In manchen Ausführungsformen kann ein im wesentlichen L-förmiger Ellbogen 1808 über der Anordnung gelegt werden. Der Ellbogen 1808 kann der Verbindung zusätzliche Kraft verleihen, und kann eine vorbestimmte Biegung des Rohres 201 bereitstellen (so dass der Verbinder 1701 dazu neigen kann, in einem Winkel von etwa 90° vom Körper des Rohrs 201 zu sitzen).
Koaxiales Rohr
Ein koaxiales Atemrohr kann auch ein Verbundrohr umfassen, wie oben beschrieben. In einem koaxialen Atemrohr ist ein erster Gasraum ein Einatmungsglied oder ein exspiratorisches Glied und der zweite Gasraum das andere aus dem Einatmungsglied bzw. dem exspiratorischen Glied. Ein Gasdurchgang wird zwischen dem Einlass des besagten Einatmungsgliedes und dem Auslaß des besagten Einatmungsgliedes vorgesehen, und ein Gasdurchgang wird zwischen dem Einlass des besagten exspiratorischen Gliedes und dem Auslaß des besagten exspiratorischen Gliedes vorgesehen. In einer Ausführungsform ist der erste Gasraum das besagte Einatmungsglied und der zweite Gasraum das besagte exspiratorische Glied. Alternativ kann der erste Gasraum das exspiratorische Gliedn sein, und der zweite Gasraum kann das Einatmungsglied sein.
Als nächstes wird Bezug genommen auf 47, die ein koaxiales nach zumindest einem Ausführungsbeispiel zeigt. In diesem Beispiel ist das koaxiale Rohr 801 zwischen einem Patienten und einem Beatmungsgerät 805 vorgesehen. Ausatmungsgase und Einatmungsgase fließen jeweils in einem dem inneren Rohrs 807 oder dem Raum 809 zwischen dem inneren Rohr 807 und dem äußeren Rohr 811. Es ist ersichtlich, dass es sein kann, dass das äußere Rohr 811 nicht genau mit dem inneren Rohr 807 ausgerichtet ist. Vielmehr bezieht sich ”koaxial” auf ein Rohr, das sich in einem anderen Rohr befindet.
Aus Wärmeübertragungsgründen kann das innere Rohr 807 die Inspirationsgase in dem Raum 813 darin, während die exspiratorischen Gase in dem Raum 809 zwischen dem inneren Rohr 807 und dem äußeren Rohr 811 getragen werden. Diese Luftstrom-Konfiguration wird angezeigt durch durch Pfeile. Jedoch ist eine umgekehrte Anordnung auch möglich, bei der das äußere Rohr 811 Inspirationsgase trägt und das innere Rohr 807 Ausatmungsgase trägt.
Bei mindestens einer Ausführungsform ist das innere Rohr 807 aus einem Wellrohr, wie einem Fisher & Paykel Modell RT100 Wegwerfrohr ausgebildet. Das äußere Rohr 811 kann aus einem Verbundrohr gebildet sein, wie oben beschrieben.
Bei einem koaxialen Rohr 801 kann es sein, dass der Ventilator 805 nicht von einem Leck in dem inneren Rohr 807 bewusst wird. Ein solches Leck kann zum Kurzschluss des Patienten führen, so dass der Patient nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Ein solcher Kurzschluß kann durch Anordnung eines Sensors am Patientenende des koaxialen Rohrs 801 detektiert werden. Dieser Sensor kann sich in dem Patienten-Eende Verbinder 815 befinden. Ein Kurzschluss näher am Ventilator 805 wird zu fortgesetztem Wiederatmen durch den Patienten der Luftmenge in der Nähe des Patienten. Dies führt zu einem Anstieg der Konzentration von Kohlendioxid in dem Einatmungsströmungsraum 813 in der Nähe des Patienten, die durch einen CO2-Sensor direkt erfasst werden kann. Ein solcher Sensor kann einen beliebige eine Anzahl solcher Sensoren umfassen, wie sie derzeit im Handel erhältlich sind. Alternativ kann dieses Wiederatmen durch Überwachen der Temperatur der Gase an dem Patienten-Ende-Verbinder 815 detektiert werden, wobei ein Temperaturanstieg über einem vorbestimmten Pegel anzeigt, dass Wiederatmung geschieht.
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen kann zur Reduzierung oder Beseitigung der Bildung von Kondensation innerhalb entweder des inneren Rohres 807 oder des Außenrohrs 811, und um eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur im Fluss der Gase durch das Koaxialrohr 801 zu halten, eine Heizvorrichtung, wie beispielsweise ein Widerstandsheizungsfaden, innerhalb entweder des inneren Rohres 807 oder des äußeren Rohres 811 vorgesehen sein, in den Gasräumen 809 oder 813 angeordnet sein oder in den Wänden selbst des inneren Rohres 807 oder des Außenrohr 811 angeordnet werden.
Thermische Eigenschaften
In Ausführungsformen eines Verbundrohres 201, das einen Heizfaden 215 integriert, kann Wärme durch die Wände des ersten länglichen Elements 203 verloren gehen, was zu ungleichmäßiger Erwärmung fürt. Wie oben erläutert, ist eine Weise, um diese Wärmeverluste zu kompensieren, eine externe Wärmequelle an den Wanden des ersten länglichen Elements 203, was dabei hilft, die Temperatur zu regeln und den Wärmeverlust zu entgegnen. anzulegen. Andere Verfahren zur Optimierung der thermischen Eigenschaften können jedoch ebenfalls verwendet werden.
Als nächstes wird Bezug auf die 48A bis 48C genommen, die beispielhafte Konfigurationen für die Blasenhöhe (d. h. die Querschnittshöhe des ersten länglichen Elements 203, gemessen von der Oberfläche, die dem inneren Lumen zugewandt ist, zu der Oberfläche, die den maximalen Außendurchmesser bildet) zur Verbesserung der thermischen Eigenschaften zeigen.
Die Abmessungen der Blase können ausgewählt werden, um den Wärmeverlust aus dem Verbundrohr 201 zu verringern. Im Allgemeinen erhöht die Erhöhung der Höhe der Blase den effektiven thermischen Widerstand des Rohres 201, weil eine größere Blasenhöhe ermöglicht, dass das erste längliche Element 203 mehr isolierende Luft hält. Es wurde jedoch entdeckt, dass bei einer bestimmten Blasenhöhe Änderungen der Luftdichte Konvektion innerhalb des Rohrs 201 verursachen, wodurch der Wärmeverlust erhöht wird. Ferner wird bei einer gewissen Blasenhöhe die Oberfläche so groß, daß der durch die Oberfläche verlorene Wärmeverlust die Vorteile der erhöhten Höhe der Blase überwiegt. Bestimmte Ausführungsformen beinhalten diese Erkenntnisse.
Der Radius der Krümmung und die Krümmung der Blase können zum Bestimmen einer wünschenswerten Blasenhöhe nützlich sein. Die Krümmung eines Gegenstandes wird als der Kehrwert des Krümmungsradius jenes Gegenstandes definiert. Daher: je größer der Krümmungsradius eines gegenstandes, desto weniger gekrümmt ist der Gegenstand. Zum Beispiel würde eine flache Oberfläche einen Krümmungsradius von ∞ und damit eine Krümmung von 0 haben.
48A zeigt einen Längsschnitt eines oberen Teils eines Verbundrohres. 48A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohres 201, wo die Blase eine große Höhe hat. In diesem Beispiel hat die Blase einen relativ kleinen Krümmungsradius und somit eine große Krümmung. Auch ist die Luftblase etwa drei bis vier mal größer in der Höhe als die Höhe des zweiten länglichen Elements 205.
48B zeigt einen Längsschnitt eines oberen Teils eines weiteren Verbundrohres. 48B zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohres 201, wo die Blase auf der Oberseite abgeflacht ist. In diesem Beispiel hat die Blase einen sehr großen Krümmungsradius, aber eine kleine Krümmung. Außerdem ist die Blase etwa die gleiche Höhe wie das zweite längliche Element 205.
48C zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines weiteren Verbundrohres. 48C zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohres 201, wo die Breite der Blase größer als die Höhe der Blase ist. In diesem Beispiel hat die Blase einen Krümmungsradius zwischen dem von 48A und 48B, und der Mittelpunkt des Radius für den oberen Teil der Blase liegt außerhalb der Blase (im Vergleich zu 48a). Die Wendepunkte auf den linken und rechten Seiten der Blase sind etwa in der Mitte (bezüglich Höhe) der Blase (und nicht in dem unteren Teil der Blase, wie in 48a). Auch ist die Höhe der Blase ungefähr das Doppelte von der des zweiten länglichen Elements 205, was zu einer Blasenhöhe zwischen der von den 48A und 48B führt.
Die Konfiguration von 48A ergab den niedrigsten Wärmeverlust aus dem Rohr. Die Konfiguration von 48B ergab den höchsten Wärmeverlust aus dem Rohr. Die Konfiguration von 48C hatte eine Zwischenmenge an Wärmeverlust zwischen den Konfigurationen der 48A und 48B. Allerdings führten die große äußere Oberfläche und der konvektive Wärmeübergang in der Konfiguration von 48A zu einer ineffizienten Erwärmung. So wurde es festgestellt, dass von den drei Blasenanordnungen der 48A–48C, die 48C die besten gesamten thermischen Eigenschaften besaß. Wenn die gleiche Wärmeenergie in die drei Rohre eingegeben wurde, erlaubte die Konfiguration von 48C den größten Temperaturanstieg über die Länge der Rohre. Die Blase von 48C ist ausreichend groß, um das isolierende Luftvolumen zu erhöhen, aber nicht groß genug, um einen wesentlichen konvektiven Wärmeverlust zu verursachen. Es wurde festgestellt, dass die Konfiguration von 48C die schlechtesten thermischen Eigenschaften hatte, nämlich, dass die Konfiguration von 48B den kleinsten Temperaturanstieg über die Länge des Rohres erlaubte. Die Konfiguration von 48A hatte dazwischenliegende Wärmeeigenschaften und erlaubte einen geringeren Temperaturanstieg als die Konfiguration von 48C.
Es versteht sich, dass, obwohl die Konfiguration aus 48C in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt werden kann, können andere Konfigurationen einschließlich jener von 48A, 48B, und andere Varianten, in anderen Ausführungsformen verwendet werden, wie gewünscht.
TABELLE 8 zeigt die Höhe der Blase, den Außendurchmesser des Rohres, und der Krümmungsradius der in jeder der 48A, 48B und 48C gezeigten Konfigurationen. Tabelle 8

Rohr (Fig.) 9A 9B 9C

Blasenhöhe (mm) 3,5 5,25 1,75

Außendurchmesser (mm) 21,5 23,25 19,75

Krümmungsradius (mm) 5,4 3,3 24,3
TABELLE 8a zeigt die Höhe der Blase, den Außendurchmesser, und den Krümmungsradius weiterer Konfigurationen, wie in den 50A–50C gezeigt. Tabelle 8a

Rohr (Fig.) 11A 11B 11C

Blasenhöhe (mm) 6,6 8,4 9,3

Außendurchmesser (mm) 24,6 26,4 27,3

Krümmungsradius (mm) 10 8,7 5,7
Es sei darauf hingewiesen, dass im allgemeinen, je kleiner der Krümmungsradius, desto enger kann das Rohr um sich selbst gebogen werden, ohne dass die Blase kollabiert oder ”knickt”. Zum Beispiel zeigt 50D ein Rohr, das über seinen Krümmungsradius hinaus gebogen worden ist (genauer gesagt, zeigt sie das Rohr 50A gebogen um einen Krümmungsradius von 5,7 mm), wodurch ein Knicken der Wände der Blase auftritt. Knicken ist im allgemeinen unerwünscht, da sie das Erscheinungsbild des Rohres beeinträchtigt, und die thermischen Eigenschaften des Rohres beeinträchtigen kann.
Dementsprechend können in einigen Anwendungen die Konfigurationen mit erhöhten Biegeeigenschaften (wie diejenigen, die in den 48A bzw. 48B gezeigt werden) wünschenswert sein, obwohl sie weniger effiziente thermischee Eigenschaften haben. In einigen Anwendungen hat es sich herausgestellt, dass ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 25 mm bis 26 mm (oder etwa 25 mm bis etwa 25 mm) eine gute Ausgewogenheit zwischen thermischer Effizienz, Flexibilität und Biegeleistung bereitstellt. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die Konfigurationen der 48A und 48B in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt sein können, andere Konfigurationen einschließlich jener von 50A bis 50D und anderer Varianten in anderen Ausführungsformen verwendet werden können, wie erwünscht.
Als nächstes wird auf 48C durch 48F Bezug genommen, die beispielsweise Positionierung des Heizelementes 215 mit ähnlichen Blasenformen zeigen, um die thermischen Eigenschaften zu verbessern. Die Lage des Heizelementes 215 kann die thermischen Eigenschaften in dem Verbundrohr 201 ändern.
48C zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 48C zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohres 201, wo die Heizelemente 215 zentral in dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet werden. Dieses Beispiel zeigt die Heizelemente 215 nahe zueinander und nicht in der Nähe der Blasenwand.
48D zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 48D zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohr 201, in dem die Heizelemente 215 in dem zweiten länglichen Element 205 weiter voneinander beabstandet im Vergleich zu 48C. Diese Heizelemente sind näher an der Blasenwand und sorgen für eine bessere Regulierung der Wärme innerhalb des Verbundrohres 201.
48E zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 48E zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohres 201, wobei die Heizelemente 215 aufeinander in der vertikalen Achse des zweiten länglichen Elements 205 beabstandet sind. In diesem Beispiel sind die Heizelemente 215 in gleicher Entfernung zu jeder Blasenwand.
48F zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 48F zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verbundrohres 201, wo die Heizelemente 215 an gegenüberliegenden Enden des zweiten länglichen Elements 205 beabstandet sind. Die Heizelemente 215 sind in der Nähe der Blasenwand, insbesondere im Vergleich zu den 48C–48E.
Von den vier Fadenanordnungen der 48C–48F, wurde es festgestellt, dass 48F die besten thermischen Eigenschaften hat. Aufgrund ihrer ähnlichen blasenformen erfuhren alle Konfigurationen ähnlichen Wärmeverlust aus dem Rohr. Wenn jedoch die gleiche thermische Energie in die Rohre eingegeben wurde, erlaubte die Faden-Konfiguration von 48F den größten Temperaturanstieg über die Länge der Rohre. Es wurde festgestellt, dass die Konfiguration der 48D die nächst besten thermischen Eigenschaften besitzt und den nächst größten Temperaturanstieg entlang der Länge des Rohres erlaubte. Die Konfiguration von 48C hatte die nächst beste Leistung. Die Konfiguration von 48E hatte die schlechteste Leistung und erlaubte den kleinsten Temperaturanstieg über die Länge des Rohres, wenn die gleiche Wärmemenge eingegeben wurde.
Es versteht sich, dass, obwohl die Konfiguration aus der 48F in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt sein kann, können andere Konfigurationen, einschließlich derjenigen der 48C, 48D, 48E, und anderer Varianten in anderen Ausführungsformen verwendet werden, wie gewünscht.
Als nächstes wird Bezug auf die 49A bis 49C genommen, die beispielhafte Konfigurationen für das Stapeln des ersten länglichen Elements 203 zeigen. Es wurde festgestellt, dass die Wärmeverteilung in bestimmten Ausführungsformen durch das Stapeln mehrerer Blasen verbessert werden kann. Diese Ausführungsformen können vorteilhafter sein unter Verwendung eines internen Heizfadens 215. 49A zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 49A zeigt einen Querschnitt eines Verbundrohres 201 ohne Stapelung.
49B zeigt einen Längsschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 49B zeigt ein weiteres Beispiel eines Verbundrohrs 201 mit gestapelten Blasen. In diesem Beispiel werden zwei Blasen aufeinander gestapelt, um das erste längliche Element 203 zu bilden. Im Vergleich zu 49A wird die gesamte Blasenhöhe erhalten, aber der Blasenpitch ist die Hälfte der 49A. Ferner hat das Ausführungsbeispiel in 49B nur eine geringe Reduzierung der Luftmenge. Das Stapeln der Blasen verringert natürliche Konvektion und Wärmeleitung in dem Zwischenraum zwischen Blasen 213 und verringert den Gesamtwärmewiderstand. Der Wärmeflusspfad erhöht sich in den gestapelten Blasen, was erlaubt, dass sich Wärme leichter durch das Verbundrohr 201 verteilt.
49C zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Bereichs eines weiteren Verbundrohres. 49C zeigt ein weiteres Beispiel eines Verbundrohres 201 mit gestapelten Blasen. In diesem Beispiel werden drei Blasen übereinander gestapelt, um das erste längliche Element 203 zu bilden. Im Vergleich zu 49A wird die gesamte Blasenhöhe erhalten, aber der Blasenpitch ist ein Drittel der 49A. Ferner hat die Ausführungsform in 49A nur eine geringe Reduzierung der Luftmenge. Das Stapeln der Blasen verringert die natürliche Konvektion und Wärmeübertragung in dem Zwischenraum zwischen Blasen 213.
Reinigung
In zumindest einer Ausführungsform können Materialien für ein Verbundrohr ausgewählt werden, um mit verschiedenen Reinigungsmethoden fertigzuwerden. In einigen Ausführungsformen kann hochgradige Desinfektion (etwa 20 Reinigungszyklen) verwendet werden, um das Verbundrohr 201 zu reinigen. Während hochgradiger Desinfektion ist das Verbundrohr 201 Pasteurisierung bei etwa 75°C für etwa 30 Minuten unterzogen. Als nächstes wird das Verbundrohr 201 in 2% Glutaraldehyd für etwa 20 Minuten getaucht. Das Verbundrohr 201 wird aus dem Glutaraldehyd entfernt und in 6% Wasserstoffperoxid für etwa 30 Minuten eingetaucht. Schließlich wird das Verbundrohr 201 aus dem Wasserstoffperoxid entfernt und in 0,55% Phthalaldehyd (OPA) für etwa 10 Minuten getaucht.
In weiteren Ausführungsformen kann die Sterilisation (etwa 20 Zyklen) zum Reinigen des Verbundrohres 201 verwendet werden. Zunächst wird das Verbundrohr 201 innerhalb von Autoklavendampf bei etwa 121°C für etwa 30 Minuten gelegt. Als nächstes wird die Temperatur des Autoklavendampfes auf etwa 134°C für etwa 3 Minuten erhöht. Nach dem Autoklavieren wird das Verbundrohr 201 mit 100% Ethylenoxid(ETO)-Gas umgeben. Schließlich wird das Verbundrohr 201 von der ETO-Gas entfernt und in etwa 2,5% Glutaraldehyd für etwa 10 Stunden eingetaucht.
Das Verbundrohr 201 kann aus Materialien hergestellt werden, um der wiederholten Reinigung standzuhalten. In einigen Ausführungsformen kann ein Teil oder die Ganzheit des Verbundrohres 201 aus Styrol-Ethylen-Buten-Styrol-Block-thermoplastischen Elastomeren, beispielsweise Kraiburg TF6STE, aber mit keiner Beschränkung darauf, hergestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann das Verbundrohr 201 aus Hytrel, Urethanen, oder Silikonen, aber mit keiner Beschränkung darauf, hergestellt werden.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Beispiele hierin offenbart sind, erstreckt sich der Erfindungsgegenstand über die spezifisch offenbarten Ausführungsformen hinaus auf andere alternative Ausführungsformen und/oder Verwendungen, und auf Modifikationen und Äquivalente davon. Somit wird der Schutzbereich der hierzu beigefügten Ansprüche oder Ausführungsformen nicht durch irgendeine der hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel können in einem beliebigen hier beschriebenen Verfahren oder Prozess die Handlungen oder Operationen des Verfahrens oder des Prozesses in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden und sind nicht notwendigerweise auf eine bestimmte offenbarte Sequenz beschränkt. Verschiedene Operationen können als mehrere diskrete Operationen der Reihe nach beschrieben werden, in einer Weise, die hilfreich für das Verständnis bestimmter Ausführungsformen sein kann; jedoch sollte die Reihenfolge der Beschreibung nicht so ausgelegt werden, daß diese Vorgänge abhängig von der Reihenfolge sind. Zusätzlich können die hierin beschriebenen Strukturen als integrierte Komponenten oder als separate Komponenten ausgebildet sein. Zum Zwecke des Vergleichs verschiedener Ausführungsformen werden bestimmte Aspekte und Vorteile dieser Ausführungsformen beschrieben. Nicht notwendigerweise alle derartigen Aspekte und Vorteile werden durch eine besondere Ausführungsform erreicht. So können beispielsweise verschiedene Ausführungsformen in einer Weise durchgeführt werden, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie hier gelehrt, erreicht oder optimiert, ohne notwendigerweise die Verwirklichung andere Aspekte oder Vorteile zu erreichen, wie sie auch hier gelehrt oder nahegelegt werden können.
Hierin beschriebene Verfahren und Prozesse können in durch ein oder mehrere allgemeine und/oder Spezialcomputer ausgeführte Software-Code-Module ausgebildet, und können dadurch teilweise oder völlig automatisiert werden. Das Wort ”Modul” bezieht sich auf eine in Hardware und/oder Firmware eingebettete Logik, oder auf eine Sammlung von Software-Anweisungen, möglicherweise mit Eingangs- und Ausgangspunkten, die in einer Programmiersprache geschrieben sind, wie beispielsweise C oder C++. Ein Softwaremodul kann kompiliert und in ein ausführbares Programm verknüpft sein, in eine dynamisch verknüpfte Bibliothek installiert sein, oder in einer interpretierten Programmiersprache geschrieben sein, wie beispielsweise BASIC, Perl oder Python. Es versteht sich, dass Software-Module von anderen Modulen oder von sich selbst aufrufbar sein können, und/oder in Reaktion auf erfasste Ereignisse oder Interrupts aufgerufen werden können. Software-Anweisungen können in Firmware eingebettet sein, wie beispielsweise ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM). Es ist ferner klar, dass Hardware-Module angeschlossene Logikeinheiten wie Gatter und Flip-Flops umfassen können, und/oder programmierbare Einheiten, wie Programmable Gate Arrays, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen und/oder Prozessoren enthalten können. Die hierin beschriebenen Module können als Software-Module implementiert werden, können aber auch in Hardware und/oder Firmware dargestellt werden. Obwohl in einigen Ausführungsformen ein Modul separat kompiliert werden kann, kann ferner in anderen Ausführungsformen ein Modul einen Teilsatz von Befehlen von einem separat kompilierten Programm repräsentieren, und es kann sein, dass sie nicht über eine Schnittstelle verfügen, die anderen logischen Programmeinheiten verfügbar ist.
In bestimmten Ausführungsformen können Code-Module implementiert werden und/oder in jeder Art von computerlesbarem Medium oder anderer Computer-Speichereinrichtung gespeichert werden. In einigen Systemen können in das System eingegebene Daten (und/oder Metadaten), von dem System erzeugte Daten, und/oder von dem System verwendete Daten in jeder Art von Computerdatenspeicher, beispielsweise einer relationalen Datenbank und/oder Flat-File-System, gespeichert werden. Jedes der hier beschriebenen Systeme, Verfahren und Prozesse kann eine Schnittstelle umfassen, die so konfiguriert ist, um die Interaktion mit Benutzern, Operatoren, anderen Systemen, Komponenten, Programmen, usw. zu erlauben.
Es sollte betont werden, dass viele Variationen und Modifikationen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden können; es ist verstanden, dass die Elemente davon zu anderen annehmbaren Beispielen gehören. Alle derartigen Modifikationen und Variationen sollen hierin innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung enthalten sein, und durch die folgenden Ansprüche geschützt werden. Ferner soll nichts in der obigen Offenbarung implizieren, dass eine bestimmte Komponente, ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Prozessschritt erforderlich oder wesentlich ist.

Claims

Befeuchtungseinrichtung, umfassend: eine unter Druck stehende Gasquelle, wobei die unter Druck stehende Gasquelle einen Auslass umfasst; wobei der Auslass der unter Druck stehenden Gasquelle mit einem Einlass einer Befeuchtungseinheit verbunden ist; wobei die Befeuchtungseinheit Folgendes umfasst: einen Auslass, wobei der Auslass der Befeuchtungseinheit mit einer Abgabekomponente verbunden ist, wobei ein Durchflusskanal zwischen der unter Druck stehenden Gasquelle und der Abgabekomponente definiert ist, einen Sensor, der dazu angepasst ist, ein Flusscharakteristikum innerhalb des Durchflusskanals abzutasten, wobei der Durchflusskanal eine Apertur umfasst, wobei sich der Sensor durch die Apertur in den Durchflusskanal erstreckt, wobei der Sensor einen abtastenden Teil umfasst, wobei eine Barriere zwischen dem Durchflusskanal und dem Sensor positioniert ist, wobei die Barriere den abtastenden Teil des Sensors kontaktiert, wobei die Barriere im Gebiet, das den abtastenden Teil kontaktiert, eine im Wesentlichen konstante Stärke umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Befeuchtungseinheit eine Befeuchtungskammer umfasst, wobei die Befeuchtungskammer einen Anschluss und die Apertur, die sich durch eine Wand, die zumindest einen Teil des Anschlusses definiert, erstreckt, umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen ersten Thermistor und einen zweiten Thermistor umfasst, wobei die Barriere eine erste Hülle, die den ersten Thermistor hält, und eine zweite Hülle, die den zweiten Thermistor hält, umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Thermistor beheizt ist und der zweite Thermistor nicht beheizt ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Barriere einen Montageteil, eine erste Stärke und eine zweite Stärke, die kleiner als die erste Stärke ist, umfasst, wobei sich die zweite Stärke neben dem abtastenden Teil des Sensors befindet und ein Gebiet mit der ersten Stärke zwischen dem Montageteil und dem Teil mit der zweiten Stärke positioniert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Barriere einen Spitzenteil und einen Montageteil umfasst, wobei der Montageteil die Barriere innerhalb der Apertur sichert und der Spitzenteil eine reduzierte Stärke umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Barriere die Apertur pneumatisch abdichtet und zumindest einen Teil des Sensors hält, sodass der abtastende Teil innerhalb des Durchflusskanals positioniert sein kann und ein Montageteil außerhalb des Durchflusskanals positioniert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor von einer Kartusche gestützt wird, wobei die Befeuchtungseinheit eine Befeuchtungskammer umfasst, wobei die Kartusche und die Befeuchtungskammer entfernbar befestigt sind und eine formschlüssige Verbindungseinheit umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei die Kartusche eine Verbindungseinheit umfasst, die dazu angepasst ist, eine elektrische Verbindung mit der Befeuchtungseinheit herzustellen, wenn die Kartusche an der Befeuchtungskammer und die Befeuchtungskammer an der Befeuchtungseinheit montiert ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei die Kartusche den Sensor wiederholbar relativ zu einem Teil des Durchflusskanals durch die Befeuchtungskammer derart stützt, dass der abtastende Teil des Sensors bei wiederholter Entfernung und wiederholtem Austausch der Kartusche von der Befeuchtungskammer konstant positioniert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Barriere eine im Allgemeinen zylindrische Basis und einen im Allgemeinen glockenförmigen Kopf umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 11, wobei der im Allgemeinen glockenförmige Kopf mehrere auslenkbare Rippen umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die mehreren Rippen dreieckig und um einen Umfang des glockenförmigen Kopfs positioniert sind.
Einrichtung nach Anspruch 12, wobei eine oder mehrere der mehreren Rippen ein Verhältnis von in etwa 3,7 zwischen der Breite der Rippe und der Breite der Trennung aufweist.
Befeuchtungskammer, umfassend einen äußeren Körper, der eine Kammer definiert, einen Einlassanschluss, der eine Wand, die einen Durchgang in die Kammer definiert, umfasst, einen Auslassanschluss, der eine Wand, die einen Durchgang aus der Kammer definiert, umfasst, wobei die Wand des Einlassanschlusses eine erste Apertur umfasst, wobei die erste Apertur ein erstes Dichtglied hält, wobei das erste Dichtglied die erste Apertur, die sich durch die Wand des Einlassanschlusses erstreckt, pneumatisch abdichtet, wobei die Wand des Auslassanschlusses eine zweite Apertur umfasst, wobei die zweite Apertur ein zweites Dichtglied hält, wobei das zweite Dichtglied die zweite Apertur, die sich durch die Wand des Auslassanschlusses erstreckt, pneumatisch abdichtet, eine Kartusche, die mittels einer formschlüssigen Struktur entfernbar an dem äußeren Körper der Kammer befestigbar ist, wobei die Kartusche einen ersten Sensor, der innerhalb der ersten Dichtung gehalten werden kann und sich durch die erste Apertur erstreckt, stützt, und die Kartusche einen zweiten Sensor, der innerhalb der zweiten Dichtung gehalten werden kann und sich durch die zweite Apertur erstreckt, stützt.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 15, wobei der erste Sensor eine erste abtastende Komponente und eine zweite abtastende Komponente umfasst, wobei das erste Dichtglied die erste abtastende Komponente von der zweiten abtastenden Komponente trennt.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 16, wobei die erste abtastende Komponente ein erster Thermistor ist und die zweite abtastende Komponente ein zweiter Thermistor ist.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 15, wobei das erste Dichtglied und das zweite Dichtglied entfernbar sind.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 15, wobei das erste Dichtglied einen Kontaktteil aufweist, der dazu angepasst ist, einen abtastenden Teil des ersten Sensors zu kontaktieren, wobei der Kontaktteil eine reduzierte Stärke aufweist.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 15, wobei das erste Dichtglied einen Kontaktteil aufweist, der dazu angepasst ist, einen abtastenden Teil des ersten Sensors zu kontaktieren, wobei der Kontaktteil eine im Wesentlichen Kontakt-Stärke aufweist.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 15, wobei die Kartusche eine elektrische Verbindungseinheit umfasst, wobei die elektrische Verbindungseinheit mit dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor elektrisch verbunden ist.
Befeuchtungskammer nach Anspruch 15, wobei die formschlüssige Struktur eine Aussparung, die am äußeren Körper der Kammer definiert ist, und einen Vorsprung, der auf der Kartusche definiert ist, umfasst.
Kammer mit einem Flüssigkeitspegelabtastungssystem, die dazu angepasst ist, eine leitende Flüssigkeit zu halten, wobei die Kammer Folgendes umfasst: einen Körper, umfassend eine nichtleitende Wand mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche und eine an der nichtleitenden Wand befestigte leitende Basis, um einen Behälter zu bilden, der dazu angepasst ist, Flüssigkeiten zu halten; eine Sensorelektrode, die auf der Außenoberfläche der nichtleitenden Wand positioniert ist; eine Basiselektrode, die mit der leitenden Basis elektrisch gekoppelt und auf einer Außenoberfläche der leitenden Basis positioniert ist; eine leitende Brücke, die an der Innenoberfläche der nichtleitenden Wand befestigt ist, wobei die leitende Brücke mit der Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt ist, wobei die leitende Brücke und die Basiselektrode leitend gekoppelt sind, wenn die leitende Flüssigkeit sowohl die Brücke als auch die Basiselektrode kontaktiert; eine Spannungsquelle, die mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist und dazu ausgestaltet ist, der Sensorelektrode eine variierende Spannung zu liefern; und ein Erfassungssystem, das mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist und dazu ausgestaltet ist, eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
Kammer nach Anspruch 23, wobei die Sensorelektrode weiter von der leitenden Basis als von der leitenden Brücke positioniert ist, sodass sich zumindest ein Teil der Sensorelektrode in einer von der leitenden Basis wegweisenden Richtung über die leitende Brücke hinaus erstreckt.
Kammer nach Anspruch 24, wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, eine Änderung in der Kapazität der Sensorelektrode zu erfassen, wenn ein Pegel der leitenden Flüssigkeit über der leitenden Brücke liegt.
Kammer nach Anspruch 24, wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, eine Änderung in der Kapazität der Sensorelektrode zu erfassen, wenn ein Pegel der leitenden Flüssigkeit unter der Sensorelektrode liegt.
Kammer nach Anspruch 23, wobei die Sensorelektrode größer als die leitende Basis ist.
Kammer nach Anspruch 23, wobei die Basiselektrode mit einer elektrischen Masse elektrisch gekoppelt ist.
Kammer nach Anspruch 23, wobei die leitende Basis eine virtuelle elektrische Masse für das Flüssigkeitspegelabtastungssystem bereitstellt.
Kammer nach Anspruch 23, wobei die Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle umfasst.
Kammer nach Anspruch 23, wobei sich die Kapazität der Sensorelektrode um einen diskreten Wert erhöht, wenn die leitende Flüssigkeit die leitende Brücke kontaktiert.
Befeuchtungseinheit, umfassend die Kammer nach Anspruch 23.
Kammer mit einem Flüssigkeitspegelabtastungssystem, die dazu angepasst ist, eine nichtleitende Flüssigkeit zu halten, wobei die Kammer Folgendes umfasst: einen Körper, umfassend: eine nichtleitende Wand mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche; und eine an der nichtleitenden Wand befestigte leitende Basis, um einen Behälter zu bilden, der dazu angepasst ist, Flüssigkeiten zu halten; eine Sensorelektrode, die auf der Außenoberfläche der nichtleitenden Wand positioniert ist; eine Basiselektrode, die mit der leitenden Basis elektrisch gekoppelt und auf einer Außenoberfläche der leitenden Basis positioniert ist; eine leitende Brücke, die an der Innenoberfläche der nichtleitenden Wand befestigt ist; eine Spannungsquelle, die mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist; und ein Erfassungssystem, das mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist; wobei die leitende Brücke und die Sensorelektrode kapazitiv gekoppelt sind; wobei die leitende Brücke und die Basiselektrode kapazitiv gekoppelt sind; wobei die Spannungsquelle dazu ausgestaltet ist, der Sensorelektrode eine variierende Spannung zu liefern; und wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
Kammer nach Anspruch 33, wobei das Erfassungssystem ferner dazu ausgestaltet ist, einen Flüssigkeitspegel, der der Kapazität der Sensorelektrode entspricht, zu bestimmen.
Kammer nach Anspruch 34, wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, einen flüssigkeitslosen Zustand und/oder einen überfüllten Zustand zu bestimmen.
Kammer nach Anspruch 34, wobei das Erfassungssystem ferner dazu ausgestaltet ist, eine Mitteilung, die dem Flüssigkeitspegel entspricht, bereitzustellen.
Kammer nach Anspruch 33, wobei die Sensorelektrode entfernbar auf der Außenoberfläche der nichtleitenden Wand befestigt ist.
Befeuchtungseinheit, umfassend die Kammer nach Anspruch 33.
Kammer mit Flüssigkeitspegelabtastungssystem, die dazu angepasst ist, eine leitende Flüssigkeit zu halten, wobei die Kammer Folgendes umfasst: einen Körper, umfassend: eine nichtleitende Wand mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche; ein Dochteffektmaterial, das an der Innenoberfläche der nichtleitenden Wand befestigt ist, wobei das Dochteffektmaterial dazu ausgestaltet ist, der leitenden Flüssigkeit zu erlauben, sich auf der nichtleitenden Wand durch das Dochteffektmaterial nach oben zu bewegen; und eine an der nichtleitenden Wand befestigte leitende Basis, um einen Behälter zu bilden, der dazu angepasst ist, Flüssigkeiten zu halten; eine Sensorelektrode, die auf der Außenoberfläche der nichtleitenden Wand positioniert ist; eine Spannungsquelle, die mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist; und ein Erfassungssystem, das mit der Sensorelektrode elektrisch gekoppelt ist; wobei die Sensorelektrode und die leitende Flüssigkeit kapazitiv gekoppelt sind; wobei die Spannungsquelle dazu ausgestaltet ist, der Sensorelektrode eine variierende Spannung zu liefern; und wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, eine Kapazität der Sensorelektrode zu bestimmen.
Kammer nach Anspruch 39, wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, einen flüssigkeitslosen Zustand zu bestimmen, wenn sich keine leitende Flüssigkeit in der Kammer befindet.
Kammer nach Anspruch 40, wobei das Erfassungssystem dazu ausgestaltet ist, eine Mitteilung bereitzustellen, wenn der flüssigkeitslose Zustand bestimmt wird.
Befeuchtungseinheit, umfassend die Kammer nach Anspruch 39.
Ein weicher deformierbarer Verbundschlauch, umfassend: ein erstes längliches Glied, das einen hohlen Körper, der durch eine Wand definiert ist, umfasst, wobei die Wand eine Stärke zwischen in etwa 0,05 mm und 0,44 mm aufweist, wobei der hohle Körper spiral gewickelt wird, um zumindest teilweise einen länglichen Schlauch mit einer Längsachse zu bilden, wobei sich ein Lumen entlang der Längsachse erstreckt und zumindest teilweise durch den spiraligen hohlen Körper definiert wird; ein zweites längliches Glied, das spiral gewickelt und zwischen benachbarten Windungen des ersten länglichen Glieds verbunden ist, wobei das zweite längliche Glied zumindest einen Teil des Lumens des länglichen Schlauchs bildet.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 43, wobei die Wand eine Stärke zwischen in etwa 0,13 mm und in etwa 0,44 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 44, wobei die Wand eine Stärke zwischen in etwa 0,13 mm und in etwa 0,24 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 45, wobei die Wand eine Stärke zwischen in etwa 0,16 mm und in etwa 0,24 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 46, wobei die Wand eine Stärke zwischen in etwa 0,17 mm und in etwa 0,225 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 43–47, wobei der spiralige hohle Körper eine Ganghöhe zwischen in etwa 2 mm und in etwa 8 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 48, wobei der spiralige hohle Körper eine Ganghöhe zwischen in etwa 4,5 mm und in etwa 5,6 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 49, wobei der spiralige hohle Körper eine Ganghöhe von in etwa 5,1 mm aufweist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 43–50, wobei der spiralige der hohle Körper einen ersten Teil mit einer ersten Stärke, die das Lumen definiert, und einen zweiten Teil mit einer zweiten Stärke, die eine Außenoberfläche definiert, umfasst, wobei die erste Stärke kleiner als die zweite Stärke ist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 51, wobei die erste Stärke zwischen in etwa 0,05 mm und in etwa 0,3 mm und die zweite Stärke zwischen in etwa 0,14 mm und in etwa 0,44 mm liegt.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 52, wobei die erste Stärke in etwa 0,10 mm und die zweite Stärke in etwa 0,34 mm ist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 43–53, wobei das erste längliche Glied aus einem Extrudat, das ein Antiblockadditiv enthält, gebildet ist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 54, wobei das Antiblockadditiv Talk ist.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 55, wobei das Extrudat weniger als in etwa 10 Gewichtsprozent Talk enthält.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 56, wobei das Extrudat zwischen in etwa 1,5 Gewichtsprozent Talk und in etwa 10 Gewichtsprozent Talk enthält.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch nach Anspruch 57, wobei das Extrudat in etwa 1,5 Gewichtsprozent Talk enthält.
Weicher deformierbarer Verbundschlauch, umfassend: ein erstes längliches Glied, das einen hohlen Körper, der durch eine Wand definiert ist, umfasst, wobei der hohle Körper spiral gewickelt wird, um zumindest teilweise einen länglichen Schlauch mit einer Längsachse zu bilden, wobei sich ein Lumen entlang der Längsachse erstreckt und zumindest teilweise durch den spiraligen hohlen Körper definiert wird; ein zweites längliches Glied, das spiral gewickelt und zwischen benachbarten Windungen des ersten länglichen Glieds verbunden ist, wobei das zweite längliche Glied zumindest einen Teil des Lumens des länglichen Schlauchs bildet; und eine beliebige Kombination des Folgenden: (1) die Wand, die eine Stärke zwischen in etwa 0,05 mm und in etwa 0,44 mm aufweist; (2) der spiralige hohle Körper, der eine Ganghöhe zwischen in etwa 2 mm und in etwa 8 mm aufweist; (3) der spiralige der hohle Körper, der einen ersten Teil mit einer ersten Stärke, die das Lumen definiert, und einen zweiten Teil mit einer zweiten Stärke, die eine Außenoberfläche definiert, wobei die erste Stärke kleiner als die zweite Stärke ist, aufweist; und (4) das erste längliche Glied, das aus einem Extrudat, das ein Antiblockadditiv enthält, gebildet ist.