KR102388792B1 - 투명한 또는 부분적으로 투명한 컨테이너의 액체 레벨을 검출하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

트랩 보울은 액체 내용물로서 필터로부터 액체 방울을 축적하기 위해 제공된다. 트랩 보울은 투명한 수직 프리즘을 포함한다. 투명한 수직 프리즘은 섹션의 내용물에 맞닿는 수직한 투명 표면을 형성하는 면을 포함한다. 면은 섹션의 내용물이 가스 유형일 때 제1 전반사 각도를 제공하고, 섹션의 내용물이 액체 내용물일 때 제2 전반사 각도를 제공할 수 있다. 광원은 입사각으로 면에 입사하는 광선을 방출할 수 있다. 입사각은 면이 제1 전반사 각도를 가질 때 광선의 반사를 초래하여 광 수신기를 타격하게 하고, 면이 제2 전반사 각도를 가질 때 광선의 굴절을 초래하여 광 수신기를 놓치게 한다.

Description

투명한 또는 부분적으로 투명한 컨테이너의 액체 레벨을 검출하기 위한 장치 및 방법
관련 어플리케이션에 대한 상호-참조
본 출원은 2016년 5월 3일 제출된, "투명한 또는 부분적으로 투명한 컨테이너의 액체 레벨을 검출하기 위한 장치 및 방법" 명칭의, 미국 특허 출원 제62/331,117의 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 출원에서 전체로서 참조된다.
필드
본 개시는 일반적으로 벤틸레이터(ventilator) 및/또는 치료용(therapeutic) 가스 전달 시스템(예를 들어, 흡입된 산화질소 가스 공급 시스템)과 관련된 환자 호흡 회로의 샘플링된 흡기의(inspiratory) 가스 흐름으로부터 액체 입자들의 용기 또는 트랩에서 제거(예를 들어, 필터링) 및 수집과 관련된다.
일련의 환자들은 흡기의 호흡 가스 흐름에서 치료용 가스(예를 들어, 산화질소 가스)를 섭취함으로써 이득을 얻을 수 있다. 예를 들어, 치료용 가스는 벤틸레이터(예를 들어, 일정한 흐름 벤틸레이터, 가변 흐름 벤틸레이터, 고주파수 벤틸레이터, 바이-레벨 양압(positive airway pressure) 벤틸레이터 또는 BiPAP 벤틸레이터 등)와 관련된 호흡 회로에서 공급될 수 있다. 작동 중에, 벤틸레이터 장치의 호흡 회로에 흐르는 흡기의 호흡 가스에 치료용 가스를 주입할 수 있다. 이 흡입된 치료용 가스는 종종 치료용 가스 전달 시스템을 통해 일정한 농도로 제공되며, 치료용 가스는 호흡 가스에 대한 비례적인 공급을 기반으로 제공된다. 또한, 샘플링 시스템(예를 들어, 치료용 가스 공급 시스템 관련된)은 흡기의 호흡 가스 흐름을 연속적으로 끌어서, 흡기의 호흡 가스 흐름에서 원하는 치료용 가스 양이 환자에게 전달되고 있음을 최소한 확인할 수 있다. 예시적인 동작은 예를 들어 원하는 치료용 가스 농도가 실제로 환자에게 전달되고 있는지 확인하기 위해 흡기의 흐름을 끄는(예를 들어, 환자 근처) 샘플 펌프를 포함할 수 있다.
이러한 치료용 가스 중 하나는 산화질소(iNO) 흡입으로, 이는 환자에 대한 혈관 확장 효과(vasodilatory effect)를 생성하는 치료용 가스로 사용될 수 있다. 흡입 시, iNO는 폐에 있는 혈관을 확장시켜, 혈액의 산소화 개선되고, 폐고혈압(pulmonary hypertension)을 감소시킨다. 따라서, 산화질소는 저산소 호흡 장애(hypoxic respiratory failure, HRF)와 지속적인 폐고혈압(PPH)을 포함하되 이에 제한되지 않는 다양한 폐질환을 가진 환자를 위해 흡기의 호흡 가스로 제공된다. iNO의 실제 관리는 일반적으로 기타 정상적인 흡입 가스와 함께 환자에게 가스로 도입하여 수행된다. 예를 들어, iNO 전달 시스템에서 벤틸레이터와 연관된 환자 호흡 회로의 흡기의 흐름으로 iNO가 도입될 수 있다.
별도로 또는 iNO와 함께 환자는 액체 입자들(예를 들어, 분무된 의료 용액 및 현탁액, 가습된 공기의 수분 등) 및/또는 기타 입자들이 포함된 흡기의 호흡 가스 흐름을 받을 수 있다. 그러나, 위에서 설명한 것처럼, iNO 전달 시스템은 환자에게 iNO의 투여를 확인하기 위한 샘플링 시스템을 포함할 수 있다. 흡기의 호흡 흐름의 액체 입자들은, 환자들에게 추가적인 이점을 제공할 수 있지만, 샘플링 시스템(예를 들어, 가스 분석기)을 오염시킬 수 있다. 따라서 가스 샘플링 시스템의 오염 완화와 같은 목적으로, 때로는 액체 입자들 및/또는 기타 입자들의 샘플링된 흡기의 호흡 가스 흐름을 필터링할 필요가 있다.
흡기의 호흡 흐름에서 액체 입자들을 필터링하는 것과 관련하여, 제거되는 액체 입자들을 트랩(trap)할 필요가 있다. 이러한 트랩들의 다양한 구성과 트랩들의 유체 레벨 감지를 위한 다양한 기술들이 알려져 있다. 레벨 검출에서 추가로 원하는 기능에는 트랩의 다양한 방향에 대한 허용오차, 트랩의 적절한 설치를 검출하는 능력, 단순성 및 다양한 트랩 용량에 대한 즉각적인 적응성이 포함될 수 있다. 따라서, 필요한 환자에게 제공되는 흡기의 호흡 가스 흐름으로부터 필터링된 액체 입자들의 축적 레벨을 감지하고 트랩할 수 있는 개선된 장치와 방법이 필요하다.
유럽 특허출원 공개 제1873501호 공보 미국 특허출원 공개 제2010-134303호 공보 미국 특허출원 공개 제2008-114301호 공보 미국 특허 제4028444호 공보
일반적으로, 본 개시의 양태는 습도, 수증기, 분무된 액체 또는 다른 액체 성분을 함유하는 가스 스트림으로부터 액체 입자를 제거하는 필터화 장치 및 방법에 관한 것이다. 입자들이 또한 제거될 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 양태는, 벤틸레이터 및/또는 치료용 가스 전달 시스템(예를 들어, 흡입된 산화 질소 가스 전달 시스템)과 관련된 환자 호흡 회로의 샘플링된 흡기의 가스 흐름으로부터 액체 입자 및/또는 입자를 제거하는 필터화 장치 및 방법에 관한 것이다.
하나 이상의 개시된 실시 예들은, 일 양태에서, 필터로부터 액체 내용물로서 액체 방울을 축적하도록 구성된 트랩 보울을 포함할 수 있고, 연관된 투명 원주의 프리즘을 갖거나 제공 할 수 있는 필터 트랩 장치에 관한 것이다. 면은, 일 양태에서, 트랩 보울의 원주의 내부 표면을 형성할 수 있다. 하나 이상의 구현 예에 따라, 면은 가스가 원주의 내부 표면에 맞닿을 때 제1 전반사 각도를 제공할 수 있고, 액체 내용물이 원주의 내부 표면에 맞닿을 때 제2 전반사 각도를 제공할 수 있다. 일 양태에서, 필터 트랩 장치는 또한 입사각으로 면 상에 입사하는 광선을 방출하도록 구성될 수 있는 광원을 포함할 수 있고, 광 수신기를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 투명한 원주의 프리즘의 광학 굴절률은 입사각은 면이 제1 전반사 각도를 가질 때 광선의 반사를 제공하여 광 수신기를 타격하게 하고, 면이 제2 전반사 각도를 가질 때 광선의 굴절을 제공하여 광 수신기를 놓치도록 선택될 수 있다.
일 양태에서, 필터 트랩 장치는 필터를 더 포함할 수 있다. 추가적인 양태에 따르면, 필터는 입구 통로, 출구 통로 및 중간 통로를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 필터는 입구 통로에서 치료용 가스의 샘플을 수신하고, 치료용 가스로부터 액체 방울을 제거하여 필터링된 치료용 가스를 형성하며, 중간 통로를 통해 액체 방울을 전달하며, 가스 출구 통로로부터 필터링된 치료용 가스를 배출하도록 구성될 수 있다.
일 양태에서, 면은 상부 면일 수 있으며, 트랩 보울의 원주의 내부 표면은 상부 원주의 내부 표면일 수 있거나 이를 형성할 수 있다. 투명한 원주 프리즘은, 하나 이상의 추가 양태에 따라, 하부 면을 포함할 수 있으며, 하부 면은 트랩 보울의 하부 원주의 내부 표면을 형성할 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 상부 면과 하부 면은, 일 양태에서, 트랩 보울의 주위의 원주의 방향으로 외측으로 개방될 수 있는 끼인각을 형성할 수 있다. 추가적인 양태에서, 상부 면 및 하부 면은 트랩 보울의 원주의 주위에 있을 수 있는 정점에서 교차될 수 있다. 예시적인 양태에서, 각도는 차례로 정점으로부터 외측으로 연장될 수 있는 기준 이등분선에 대해 대칭적으로 배열될 수 있다.
하나 이상의 구현 예에 따르면, 광원은 시준된 광선으로서 광선을 방출하고 기준 이등분선에 대략 평행한 방향으로 시준된 광선을 방출하도록 구성될 수 있다. 일 양태에서, 트랩 보울의 회전 방향에 관계 없이, 입사각은 면이 제1 전반사 각도를 가질 때 광선의 반사를 초래하여 광 수신기를 타격하게 하며, 면이 제2 전반사 각도를 가질 때 광선의 굴절을 초래하여 광 수신기를 놓치게 한다. 일 양태에서, 기준 이등분선은 트랩 보울의 주위의 원주형인 기준 원추에서 연장될 수 있고, 정점을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 끼인각은 대략 90도일 수 있다. 또한, 하나 이상의 구현 예에서, 입사각은 대략 45도일 수 있다.
일 양태에서, 투명 원주 프리즘은 광선 수신 면을 더 포함할 수 있다. 하나의 관련된 양태에서, 시준된 광선에 수직인 입사 지점에서 광선 수용 면에 접선 방향으로 기준면이 배치되는 배열에서, 시준된 광선은 입사 지점에서 광선 수신 면에 입사될 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서 광선 수신 면은 트랩 보울의 외부 표면 주위로 원주 방향으로 연장되는 경사면일 수 있다.
또한, 하나 이상의 개시된 추가 실시 예는, 일 양태에서, 액체 내용물로서 필터로부터 액체 방울을 축적하도록 구성된 트랩 보울을 포함할 수 있는 필터 트랩 장치에 관한 것이다. 일 양태에서, 트랩 보울은 수직 방향으로 연장되는 섹션을 포함할 수 있고, 투명한 수직 프리즘을 포함할 수 있다. 투명한 수직 프리즘은, 일 양태에 따라, 섹션의 내용물에 맞닿는 수직 투명 면을 형성할 수 있는 면을 포함할 수 있다. 추가적인 양태에서, 면의 내용물이 기체인 경우 제1 전반사 각도를 제공하고, 면의 내용물이 액체 내용물인 경우 제2 전반사 각도를 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 예시적인 필터 트랩 장치는 또한 입사각으로 면 상에 입사하는 광선을 방출하도록 구성된 광원 및 광 수신기를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 광학 굴절률 인덱스의 특정 관계 또는 비율과 함께 입사각은 면이 제1 전반사 각도를 가질 때 광선의 반사를 제공하여 광 수신기를 타격하도록 하고, 면이 제2 전반사 각도를 가질 때 광선의 굴절을 제공하여 광 수신기를 놓치게 한다.
하나 이상의 구현 예에서, 필터 트랩 장치는 또한 광학 방출기/수신기에 부착되도록 구성된 지지 요소를 포함할 수 있는 조절 가능한 방출기/수신기 지지체를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 조절 가능한 방출기/수신기 지지체는 또한 수직 방향의 선택적인 높이에서 광학 방출기/수신기를 지지하는 선택적으로 작동되는 승강 지지체를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 면은 제1 면일 수 있고, 수직 투명 표면은 제1 수직 투명 표면일 수 있다. 추가적인 양태에 따르면, 투명 수직 프리즘은 제2 면을 더 포함할 수 있고, 제2 면은 그 섹션의 내용물에 맞닿는 제2 수직 투명 표면을 형성할 수 있다. 일 양태에서, 제2 면은 또한 섹션의 내용물이 가스일 때 제1 전반사 각도를 제공할 수 있고, 섹션의 내용물이 액체 내용물인 경우 제2 전반사 각도를 제공할 수 있다.
하나 이상의 개시된 실시 예는, 일 양태에서, 액체 내용물로서 필터로부터 액체 방울을 축적하도록 구성된 트랩 보울을 포함할 수 있는 필터 트랩 장치에 관한 것이다. 일 양태에서, 트랩 보울은 수직 방향으로 연장될 수 있는 투명 원형 섹션을 포함할 수 있다. 하나 이상의 양태에 따른 투명 원형 섹션은 광학 굴절률을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 필터 트랩 장치는 투명 원형 섹션의 외부 표면 상에 입사하는 광선을 방출하도록 구성된 오프셋 광원을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 입사 지점에서, 광선은 입사 지점에서 기준선에 수직인 벡터 성분과 결합하여 입사 지점에 접선인 기준선에 평행한 벡터 성분을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현 예에 따르면, 필터 트랩 장치는 오프셋 광 수신기를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 양태들에서, 투명 원형 섹션을 위한 재료는 특히 선택된 광학 굴절률을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 이러한 양태는 가스 내용물이 투명 섹션에 맞닿을 때, 광선은 제1 경로를 따라 굴절되고, 액체 내용물이 투명 섹션에 맞닿을 때, 광선은 제2 경로를 따라 굴절되도록 광학 굴절률을 선택하는 것을 포함할 수 있고, 제1 경로는 광 수신기에 입사되고, 제2 경로는 광 수신기를 놓친다.
본 개시의 다른 특징 및 양태는 다음의 상세한 설명, 도면 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
본 개시의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 참조하여 더욱 완전하게 이해 될 것이며, 여기서:
도 1a는 하나 이상의 실시 예들에 따른 원주의 프리즘 및 경사진 광빔 방출기/검출기를 포함하는 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체의 일 구현의 정면 단면도와, 그리고 작동 충전 레벨에 응답하여 원주의 프리즘에 의한 복귀 반사의 예시적인 양태를 도시한다;
도 1b는 도 1a의 트랩 보울(trap bowl)의 일부분의, 도 1a의 절단-평면 프로젝션(2-2)으로부터의 입면도를 도시하며, 하나 이상의 실시 예들에 따른 예시적인 원주 프리즘의 상부 프리즘 면을 보여준다;
도 1c는 트랩 보울 내의 유체의 초과 최대 충전 레벨을 갖는 도 1a의 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체를 도시하고, 하나 이상의 실시 예들에 따른 경사진 광선의 굴절된 비-복귀에 의한 결과 검출을 도시한다. ;
도 2는 도 1a와 동일한 프로젝션으로부터 부분 분해된 도면으로, 도 1a의 필터 하우징으로부터 분리된, 하나 이상의 실시 예에 따른 원주의 프리즘을 포함하는 트랩 보울의 예시적인 분리를 도시한다;
도 3은 하나 이상의 실시 예들에 따른 하나의 예시적인 트랩 보울 장착 구조의, 도 1a의 절단-평면 프로젝션(1-1)로부터의 입면도를 도시한다;
도 4는 하나 이상의 실시 예에 따라 환자에게 치료 가스를 전달하기 위한 방법에서 트랩 보울 설치 및 충전 레벨을 확인하는 것을 포함하여 환자에게 가스 요법을 투여하는 과정에서의 예시적인 동작의 블록 표현을 도시한다;
도 5는 하나 이상의 실시 예들에 따른 수직 프리즘 및 광선에 의한 충전 레벨 및 트랩 보울 정렬 검출을 포함하는 필터 및 트랩 조립체의 일 구현의 정면 단면도를 도시하며, 예시적 특징의 일부 특징들은 작동 충전 레벨 및 적절히 설치된 트랩 보울에 응답하여 광선의 예시적인 복귀 반사의 특정 특징을 도시한다;
도 6은 하나 이상의 실시 예들에 따른 도 5에 도시된 필터 및 트랩 보울 조립체의 수직 프리즘을 갖는 예시적인 트랩 보울의 일 사시도를 도시한다;
도 7은 광선의 묘사가 없는 도 5의 프로젝션(3-3)으로부터의 횡단면도를 도시한다;
도 8은 작동 충전 레벨 및 적절히 설치된 트랩 보울에 응답하여 광선의 복귀 반사의 도 5에 도시된 예시적인 양태의 광선을 도시하지 않고 도 5의 프로젝션(3-3)을부터의 단면도를 도시한다;
도 9는 하나 이상의 예시적인 실시 예에 따른, 도 5와 동일한 정면 단면도로부터, 예시적인 과 충전 상태 및 광선의 대응하는 굴절 비-복귀 부분을 도시한다;
도 10은 하나 이상의 대응하는 실시 예들에 따라 적절히 설치된 트랩 보울의 예시적인 과-충전 상태에 응답하여, 광선의 굴절 비-복귀의 도 9의 프로젝션(4-4)으로부터의 투영도를 도시한다;
도 11a는 하나 이상의 실시 예들에 따른 충전 레벨 및 트랩 보울 설치의 검출에 관한 오프셋 광학 검출기를 포함하는 수직 프리즘 트랩 보울 조립체 및 필터의 일 예시적인 구현의 도 5의 프로젝션(3-3)으로부터의 투영도를 도시하며, 도 11b 및 도 11c는 도 11a와 동일한 프로젝션으로부터, 오프셋 광학 검출기에 의해 제공될 수 있는 추가 성능을 도시한다;
도 12는 하나 이상의 실시 예에 따른 도 5의 프로젝션(3-3)으로부터 오프셋 이미 터 빔 및 굴절 기반 충전 레벨 검출을 제공하는 오프셋 검출기를 포함하는 트랩 조립체 및 필터의 또 다른 구현 예의 투영도를 도시한다;
도 13은 하나 이상의 실시 예에 따라 환자에게 치료 가스를 전달하기 위한 방법에서 예시적인 트랩 보울 충전 상태를 검출하는 도 11a, 11b, 11c 및 도 12의 구현 예에서 수행되는 프로세스의 예시적인 동작의 블록 흐름 표현을 도시한다; 그리고
도 14는 하나 이상의 실시 예에 따른, 호흡 가스 공급 장치 내의 필터 및 레벨 검출 트랩 조립체의 일 실시 예의 양태를 예시적으로 도시한다.
본 발명은 일반적으로 트랩 컨테이너 내의 특수한 여과 및 수집에 의한 제거 시 액체 상태로 응집하는 가스에 현탁되거나 달리 운반되는 특정 물질을 트랩하는 것에 관한 것이다. 트랩 용기에서 제거되고 수집되는 특정 물질은 예를 들어 수증기, 증기 상태의 다른 액체, 다른 분무 액체, 분무 된 의료용 용액 및 현탁액 등을 포함할 수 있다. 일부 구현 예에서, 재료의 제거 및 포착은 환자(예를 들어, 벤틸레이터 회로로부터 질산 및 다른 치료용 가스를 포함할 수 있는 호흡 가스를 수신하는 환자)에게 치료용 가스의 전달과 관련될 수 있다. 예를 들어, 샘플링 장치를 통해 샘플을 통과시키기 전에 흡기 사지를 통과하는 호흡 가스의 샘플로부터 이러한 특정 물질을 제거하는 것을 구현할 수 있다. 샘플링 장치는 호흡 가스 공급원과 샘플링 장치 사이에 다른 파라미터(예를 들어, 이산화질소 농도, 산소 농도 등)를 설치할 수 있을 뿐만 아니라 적어도 투약도(예컨대, 산화 질소 농도 등) 계속 확인하도록 구성할 수 있고, 이는 예를 들어 샘플링 장치의 작동 및/또는 수명을 향상시키는 것과 같은 오염을 감소시킬 수 있다.
샘플 가스가 샘플링 장치에 도달하기 전에 현탁되거나 동반된 수증기 또는 다른 액체 성분을 필터링하는 개념은 때때로 "워터 트랩(water trap)" 또는 "필터 트랩(filter trap)"으로 지칭될 수 있다. 그러나, 본 개시는 예를 들어 다양한 분무된 약물과 같은 단순한 물 이상을 제거할 수 있는 일부 구현에 관한 것이다.
액체 입자 및/또는 입자라는 용어는 액체 또는 고체, 유기 또는 무기 입자의 임의의 것 및 모든 입자를 포괄하도록 본원에서 가장 광범위하게 사용되며, 이는 분무된 의료용 용액 및 현탁액, 에어로졸, 습윤 공기로부터의 수분 또는 호흡 회로를 통해 전달된 치료로 인한 환자 호흡 회로에 존재하는 다른 오염물과 같은 가스 유동에 있을 수 있는 가스 흐름에 존재할 수 있다. 때로 액체 입자, 입자, 물질 등의 용어는 개별적으로 또는 제거될 공통 물질 그룹을 지칭하기 위해 사용된다.
용어 "필터"및 "필터화"는 가스로부터 액체를 제거 또는 분리하는 다양한 유형 및 정도의 임의의 것 및 모든 것을 포함하도록 본원에서 가장 넓은 의미로 사용되며, 어떤 경우에는 존재하는 경우 다른 비 액체 미립자의 제거를 포함할 수도 있다.
도 1a는 하나 이상의 실시 예에 따른, 원주 프리즘 및 광선 방출기/검출기를 포함하는 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체(100)의 일 실시 예의 정면 단면도를 도시한다. 도 1a는 동작 충전 레벨에 응답하여 하나 이상의 실시 예에 따른 원주의 프리즘에 의한 복귀 반사의 예시적인 양태를 추가로 도시한다.
도 1a를 참조하면, 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체(100)는 트랩 보울(106) 위에 배열된 예시적인 필터(104)와 같은 필터를 지지하기 위한 형상 및 치수의 필터 하우징(102)을 포함할 수 있다. 필터(104)의 작동은 필터 입구 통로(108)를 통해 치료용 가스의 샘플을 수신하는 단계, 액체 방울(LD)로서 샘플로부터 액체를 제거하고 트랩 보울(106)에 이들을 퇴적하는 단계, 필터링된 샘플 가스를 필터 출구 통로(110) 밖으로 배출시키는 단계를 포함한다. 필터(104)는 액체 방울(LD)을 트랩 보울 내로 부르는 액체를 허용하는 필터 제1 중간 통로(112) 및 트랩 보울(108)로부터 필터 출구 통로(110)를 통해 샘플 가스를 통과시키기 위한 필터 제2 중간 통로(114)를 포함한다. 샘플(104)을 통과하는 샘플 가스의 흐름 및 액체 방울(LD)로 트랩 보울(106)의 관련 채움은 이후에보다 상세히 설명된다. 그러나, 필터(104)의 내부 구조에 대한보다 상세한 설명은 당업자가 하나 이상의 실시 예를 사용하는 예들을 만들고 사용하기에 충분한 개시의 개념을 이해하는 데 필수적인 것은 아니며, 따라서 생략된다.
도 1a에 예시된 필터 하우징(102) 및 필터(104)의 형상 및 상대 치수는 단지 예시를 위한 것이며, 본 개시의 범위 또는 그 개념에 따른 실시를 위한 구현을 의도하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
도 1a를 참조하면, 하나 이상의 구현에서, 트랩 보울(106)은 원주의 프리즘(116)을 포함할 수 있다. 관련된 양태에서, 원주의 프리즘(116)을 형성하는 트랩 보울(06)의 그러한 부분은 투명할 수 있다.
트랩 보울(106)의 문맥에서의 "투명"은 육안으로의 시인(see-through) 시야에 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 당업자는 "투명성"의 의미 내에 있는 투과율은 적어도 부분적으로 시준된 광선(CB)의 강도, 광학 경로의 길이(적어도 부분적으로 트랩 보울(106)의 두께 및 크기에 의해 결정됨), 원주 프리즘(116)의 단면 치수, 및 광 송신기/수신기 (118)의 광 검출기 부분의 감도와 같은 요인에 좌우 될 수 있다는 것을 이해할 것이다
일 구현 예에서, 원주의 프리즘(116)은, 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상부 보울(106)의 외부 표면의 특정 구성으로서 트랩 보울(106)에 통합될 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서보다 상세하게 설명되는 다른 구현에서, 원주의 프리즘(116)은 개별적으로 형성되어 트랩 보울(106)에 부착될 수 있다.
일 양태에서, 이등분선(BL)을 중심으로 대칭으로 외측 방향으로 개구하는 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00001
1)을 이루는 V 자 형상의 원주의 면이 정점(120V)으로부터 단면으로 보아 형성된 원주 프리즘(116)은 상부 프리즘 면(116U) 및 하부 프리즘 면(116L)을 포함할 수 있다
도 1b는 정점(116V) 및 상부 프리즘 면(116U)의 원주 구성을 도시하는, 도 1a의 트랩 보울(106)의 일부의, 도 1a의 절단-평면 프로젝션(2-2)으로부터의 입면도를 도시한다. 도 1a의 절단-평면 돌출부(2-2)에서 볼 수 있듯이, 하부 프리즘 면(116L)은 명시적으로 보여지지 않지만 상부 프리즘 면(116U) 아래에 있고 정렬되어있다.
도 1a를 참조하면, 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체(100)는, 예를 들어, 시준된 광선(이하 "CB")을 방출하고 그러한 광의 수신을 검출하도록 구성될 수 있는 광학 송신기/수신기(118)를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 광학 송신기/수신기(118)는 상부 프리즘 면(116U)과 하부 프리즘 면(116L) 사이의 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00002
1)의 이등분선(BL)에 평행한 방향으로 CB를 방출하도록 구성 및 배치될 수 있다. 일 양태에서, 트랩 보울(106)은 광학 송신기/수신기(118)의 방출기로부터 CB를 수신하기 위한 외부 광선 수신 면(106A)을 가질 수 있다. 외부 광선 수신 면(106A)은, 예를 들면, 원주의 경사면일 수 있다. 원주의 경사면은 이등분선(BL)에 수직으로 구성될 수 있다. CB는 이등분선 BL과 평행 또는 대략 평행하기 때문에, CB는 법선 입사시 외부 광선 수신 면(106A)(즉, 원주의 경사면)에 충돌하여, CB의 굴절을 피할 것이다. 따라서, 평행 빔(CB)은 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00003
1)의 약 1/2인 입사각(
Figure 112018118767485-pct00004
2)에서 상부 프리즘 면(116U)을 타격할 것이다.
원주 프리즘(116) 위로 상승하는 상부 표면(TSL)의 검출을 제공하기 위한 CB가 통과하는 트랩 보울(106)의 투명한 부분을 형성하는 재료에 대해 "N1"이라고 하는 광 굴절률의 선택 예가 이제 설명될 것이다.
도 1a를 참조하면, 트랩된 액체(TL)의 상부 표면(TSL)이 상부 프리즘 면(116U)에 도달할 때까지, 그 상부 프리즘 면(116U)에 대한 트랩 보울(106) 내의 물질은 실질적인 수분 함량 없이 공기 또는 다른 가스 일 것이다. 건조 공기 또는 건조 가스의 광학 굴절률을 "N2"라고 한다. 이 설명의 목적을 위해, N2는 정수 1로 근사화될 것이다. 트랩된 액체(TL)의 표면(TSL)이 상부 프리즘 면(116U)에 도달하면, 물 또는 "N3"이라고 하는 물과 유사한 광학 굴절 지수를 갖는 다른 액체는 상부 프리즘 면에 맞닿을 것이다. 이 설명의 목적을 위해, 트랩된 액체(TL)가 물인 것으로 가정하면, N3은 1.5로 근사화될 수 있다.
스넬의 법칙(Snell's Law)에 따르면, 상부 프리즘 면(116U)에 대한 CB의 입사각(
Figure 112018118767485-pct00005
2)이 아래의 수학식 1에서 정의된 바와 같은 전반사 각도 "TFA"를 만족하거나 초과하면, CB는 상부 프리즘 면(116U)으로부터 전반사되어 제1 전반사된 광(이하, "CBF"라 함)으로서 출사된다:
TFA = Sin-1 (N3/N1) 수학식 (1)
예시를 위해, 약 90 °의 예시적인
Figure 112018118767485-pct00006
1 값이 가정될 것이며, 예를 들어 상부 프리즘 면(116U)은 하부 프리즘 면(116L)에 대략 수직이다. 따라서, CB가 이등분선(BL)과 정렬된다고 가정하면, 입사각(
Figure 112018118767485-pct00007
2)는
Figure 112018118767485-pct00008
1의 절반, 즉 약 45 도가 될 것이다.
아래와 같이 CB(
Figure 112018118767485-pct00009
2는 약 45도라고 가정)의 전체 내부 반사를 초래할 N3의 필요한 값은 수학식 1에 45도 및 N1=1을 플러깅함으로써 해결될 수 있다.
45 = Sin-1 (1/N3) -> Sin(45) = 1/N3 -> N3 = 1/Sin(45)
Figure 112018118767485-pct00010
1/.707, 또는 1 .41
따라서, CB가 통과하여 상부 프리즘 면(116U)에 부딪히는 트랩 보울(108)의 투명 재료의 굴절률이 1.41보다 큰 경우, CB는 상부 프리즘 면(116U)으로부터 완전히 반사될 것이다.
예시의 목적으로, 약 1.6의 광학 굴절률을 갖는 투명한 폴리카보네이트는 CB가 통과하여 상부 프리즘 면(116U)을 타격하는 트랩 보울(106)의 투명 재료의 일례로서 사용될 것이다. 1.6이 1.41보다 크기 때문에, CB는 상부 프리즘 면(116U)에 의해 전반사 된다. 사실, 수학식 1에 N3=1.6 및 N1=1을 플러깅하면, 전체 반사 각 TFA에 대해 다음의 값이 산출된다:
Sin-1 (1/1.6)
Figure 112018118767485-pct00011
38.5 도.
전술한 바와 같이, 상부 프리즘 면(116U)으로부터의 CBF의 이탈 각도는 대략 45도인
Figure 112018118767485-pct00012
2와 동일하다. 도 1a의 예에서, 상부 프리즘 면(116L)과 하부 프리즘 면(116U)이 수직이기 때문에, CBF는
Figure 112018118767485-pct00013
2와 동일한 입사각, 즉 약 45도의 각도로 하부 프리즘 면(116L)을 타격한다. 트랩된 액체(TL)의 상부 표면(TSL)이 하부 프리즘 면(116L)에 도달하지 않았다고 가정하면, CBF는 따라서 하부 프리즘 면(116L)에 의해 전반사 되고, 제2 전반사된 광선(이하 "CBS")으로서 출사된다. CBS에 대한 이탈 각(눈에 보이지만 별도로 라벨링되지는 않음)은
Figure 112018118767485-pct00014
2와 동일하며, 즉 약 45도이다. 따라서, CBS는 복귀하고 광학 송수신기/수신기(118)의 광학 수신기(도 1a에서 개별적으로 보이지 않음)를 타격할 것이다.
도 1c는 예를 들어 트랩 보울(106) 내의 유체(TL)의 초과-최대 충전 레벨을 갖는 도 1a의 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체를 도시하며, CB의 결과적인 굴절 경로를 도신한다. 도 1c를 참조하면, 개시된 초과 최대 충전 상태에서, 상부 프리즘 면(116U)에 대한 TL의 물질은 물 또는 약 1.5의 굴절률 N2를 갖는 유사한 특성 유체일 것이다. 폴리카보네이트(대략 1.6의 N3을 가짐)가 트랩 보울(110)의 투명 영역을 형성하고 N1을 N2로 대체하는 물질인 것을 계속하면, 수학식 1은 도 1c의 초과-최대 상태에서 CB의 전체 반사 각에 대한 다음의 값을 산출한다:
전반사(과-충전상태) = Sin-1 (1.5/1.6)
Figure 112018118767485-pct00015
70 도.
45도가 70도 미만이기 때문에, CB는 상부 프리즘 면(116U)으로부터 전체 반사되지 않고, 대신에, 굴절된 빔(이하 "CRB"라 함)으로서 유체(TL) 내로 계속될 것이다. 따라서, 광선은 광학 송신기/수신기(118)의 광 수신기로 복귀하지 않을 것이다.
일 양태에서, 원주의 프리즘(116)을 갖는 트랩 보울(106)은 정비 또는 교체를 위해 필터 하우징(102)으로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 도 2는, 필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체(100)의 부분 분해도에 의해, 필터 하우징(102)으로부터 트랩 보울(106)의 제거를 도시한다. 일 양태에서, 필터 하우징(102)으로부터의 트랩 보울(106)의 선택적 부착 및 제거는, 예를 들어 트랩 하우징(102)의 트랩 보울 부착 구조와 트랩 보울(106)의 상부 부착 부분의 기계적 협동에 의해 제공될 수 있다.
필터 하우징(102)의 트랩 보울 부착 특징에 대한 일 예시적인 구조가 도 1a, 도 1b 및 도 3을 참조하여 설명될 것이며, 도 1c는 도 1a의 절단-평면 프로젝션(2-2)으로부터의 입면도를 도시한다. 도 1a 및 도 3을 참조하면, 일 양태에서, 트랩 보울 부착 부재(120)는 필터 하우징(102)의 하부에 제공될 수 있다. 트랩 보울 부착 부재(120)의 일 구현은 도 1a에 도시된 바와 같이 방향(DR)으로 거리(D1)를 돌출시킬 수 있고 중심(CR)으로부터 방사상으로 연장하는 반경(R1)을 가질 수 있는 원형 외벽(122)(CR을 중심으로 함)을 포함할 수 있다. 방향(DR)은 예를 들어, "하향", 즉 지구 방향일 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 일 양태에서, 트랩 보울(106)은 반경(R2) 및 깊이(D2)를 갖는 원형 리셉터클(106S)을 형성할 수 있는 상부 부착 부분(106A)를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 원형 리셉터클(106S)과 원형 외벽(122)의 기계적 협력은 R1보다 약간 큰 반경 R2를 설정하고, 원형 외벽(122)에 외부 나사산(도면에서 명시적으로 나타나 있지 않음)을 형성하고, 원형 리셉터클(106S) 상에 대응하는 내부 나사산을 형성함으로써 제공될 수 있다. 편의상, 원형 외벽(122) 상의 외부 나사산 및 원형 리셉터클 표면(106S) 상의 대응하는 내부 나사산은 집합적으로 "트랩 보울 부착 나사산"(도면에서 명시적으로 나타나 있지 않음)으로 언급될 수 있다. 트랩 보울 부착 나사산이 "왼손"인지 "오른손"인지 여부는 용도에 따라 달라질 수 있으며 적어도 부분적으로는 설계상의 선택일 수 있다.
일 양태에서, 트랩 보울(106)은 필터 하우징(102)으로부터 분리될 때까지 제1 회전 방향(즉, 반 시계 방향 또는 시계 방향)으로 트랩 보울(106)을 회전시킴으로써 도 2에 도시된 바와 같이 제거되거나 분리될 수 있다. 트랩 보울(106)은 원형 외벽(122)을 원형 리셉터클(106S)과 정렬시키고, 트랩 보울 부착 나사산을 맞물리게 하고, 트랩 보울(106)을 반대 또는 제2 회전 방향(즉, 시계 방향 또는 반 시계 방향)으로 회전시킴으로써 대체될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 하나의 구현에서 적어도 하나의 밀봉 수용 그루브(예를 들어, 대표적인 예시의 밀봉 그루브(124))가 원형 외벽(122) 또는 원형 리셉터클(106S) 또는 둘 모두에 형성될 수 있다. 밀봉 그루브(124) 또는 등가물은 대표적인 예시적인 액-밀폐 밀봉(liquid-tight) 부재(126)와 같은 대응하는 액-밀폐 밀봉 부재에 대한 지지를 제공하도록 성형 및 치수화될 수 있다. 액-밀폐 밀봉 부재(126)의 일 실시 예는 종래의 "O 링"을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 필터(104)는 필터 입RN 통로(108), 필터 제1 중간 통로(112), 필터 제2 중간 통로(114) 및 필터 출구 통로(110)로 구성될 수 있다. 하나 이상의 구현들에서, 필터 하우징(102)은 필터 하우징 입구 통로(128) 및 필터 하우징 출구 통로(130)를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 필터 하우징(102) 및 필터(104)는 필터 하우징 입구 통로(128)가 필터 입구 통로(108)와 실질적으로 정렬하고 필터 하우징 출구 통로(130)가 필터 출구 통로(110)와 실질적으로 정렬되도록 구성될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 필터(104)의 예시적인 동작 및 트랩 보울(106)의 결과 채움이 설명될 것이다. 편리성을 위해, 도 1a는 "GF", "GI" 및 "GT"로 섹션으로 분류된 치료용 가스 흐름의 중첩된 다이어그램을 갖는다. 또한 설명의 편의상, 가스 흐름 섹션(GF)은 "필터링되지 않은 가스(GF)"로 지칭될 것이고, 가스 흐름 섹션(GI)은 "중간 필터링된 가스(GI)"로 지칭될 것이며, 가스 유동 섹션(GT)은 "최종 필터링된 가스 (GT)"로 지칭될 것이다. 작동은 필터 하우징 입구 통로(128)로 진입하고 필터 입구 통로(108)로 통과하는 필터링되지 않은 가스(GF)를 포함하고, 도 1a에서 명백히 볼 수 없는 구조 및 동작에 의해 수행될 수 있는 필터(104)의 제1 동작은 치료용 가스로부터 일부 또는 전부의 액체 입자를 제거할 수 있다. 결과적인 중간 필터링된 가스(GI)는 필터 제1 중간 통로(112)를 통해 배출되어 트랩 보울(106) 내의 잔류 용량 공간(RC)에 진입할 수 있다. 필터 제1 중간 통로(112)를 통해 그리고 상부 표면(TSL) 상으로 하강하는 것은 필터링되지 않은 가스(GF)로부터 제거되어 중간 필터링된 가스(GI)를 얻는 액체 방울(LD)일 수 있다. 중간 필터링된 가스(GI)를 잔류 용량 공간(RC)으로 가압함으로써, 중간 필터링된 가스(GI)는 필터 제2 중간 통로(114)로 유입될 수 있다. 일 양태에서, 중간 필터링된 가스(GI)는 필터 출구 통로(110) 및 필터 하우징 출구 통로(130)를 통해 나오는 최종 필터링된 가스(GT)를 얻기 위해 필터(104) 내의 추가의 필터링 구조(도 1a에는 보이지 않음)를 통과할 수 있다. 하나의 다른 구현에서, 필터(104)의 액체 제거 기능의 전부 또는 실질적으로 모든 것은 필터 제1 중간 통로(112)를 빠져 나가는 중간 필터링된 가스(GI)에 앞서 수행될 수 있다.
도 4는 하나 이상의 실시 예에 따라 환자에게 치료 가스를 전달하기 위한 방법에서 트랩 보울 설치 및 액체 레벨을 확인하는 프로세스에서의 예시적인 동작들을 나타내는 블록 흐름(400)을 도시한다. 편의상, 흐름(400)에서의 특정 동작의 예시적인 성능은 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기술될 것이다. 도 4를 참조하면, 흐름(400)에서의 동작은 시작 이벤트(402)에서 시작하여 결정 블록(404)으로 진행할 수 있다. 시작 이벤트의 예들은 후술하는 도 14를 참조하여 설명된 예시적인 시스템(1400)과 같은 치료용 가스 전달 시스템에 전원을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 시작 이벤트(402)의 동작은 예를 들어, 평행 빔(CB)을 방출하기 위해 송신기/수신기(118)에 전력을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
흐름(400)는 반사된 광선이 수신되는지 여부에 따라 결정 블록(404)으로부터 진행할 수 있다. 블록(404)에서의 동작은 도 1a의 광학 송신기/수신기(118)가 반사된 CBS 빔을 수신했는지의 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. "예"는 트랩 보울(106)과 같은 트랩 보울이 설치되어 있고 유체(TL)와 같은 유체의 작동 레벨(예를 들어, 텅빈(empty)에서 최대 충전 바로 아래까지)을 가지고 있음을 나타낸다. 이어서, 흐름(400)은 블록(406)으로 진행하여, 예를 들어 환자에게 전달되는 치료용 가스로부터 샘플 가스를 수신하고, 반사된 광선이 여전히 수신되는지 여부를 결정하기 위해 블록(408)로 진행하는 동작을 수행할 수 있다. 블록(408)에서의 대답이 "예"이면, 흐름은 블록(406)로 루프 백(loop back) 할 수 있다. 블록들(406 및 408)의 루프 배치가 반드시 순차 루프를 의미하는 것은 아님을 이해할 것이다. 예를 들어, 블록들(406 및 408)은 "~할 때까지 계속" 프로세스를 나타낼 수 있는데, 예를 들어, 반사된 광선의 수신 정지에 의해 방해 받을 때까지 샘플 가스를 계속해서 수신할 수 있다. 블록(408)에서 "아니오"를 수신하거나 확정적으로 검출하면, 흐름(400)은 블록(410)으로 진행하여 트랩 컨테이너를 비우고, 예를 들어 트랩 보울(106)을 제거하고 이를 비우고 다시 설치하기 위해 사용자 또는 수행원에게 통지할 수 있다. 이어서, 흐름(400)은 블록(404)로 되돌아 가서 전술한 동작을 반복한다고 가정한다.
전술한 예시적인 동작들은 결정 블록(404)에서 "예"라고 가정한다. 블록(404)에서 "아니오"는 반사된 광선, 예를 들어 광학 전송기/수신기(118)가 CBS 빔을 수신하지 않았음을 지시한다. 일 예시적인 변화 프로세스에서, 흐름은 블록(412)로 진행하여 트랩 보울이 설치되면 사용자 또는 수행원에게 각각 통지할 수 있다. 사용자 또는 수행원이 트랩 보울이 설치되지 않았음을 관찰하면, 흐름(400)은 블록(414)으로 진행할 수 있고 트랩 보울이 설치되었다는 표시를 기다릴 수 있으며(예를 들어, 사용자 인터페이스 버튼 누름), 그 후 흐름(400)은 블록(404)으로 되돌아 갈 수 있다. 사용자 또는 수행원이 블록(412)에서 트랩 보울이 설치된 것을 관찰하면(또는 적어도 설치된 것으로 보이면), 블록(416)로 진행하여 사용자 또는 수행원에게 트랩 보울 레벨이 너무 높은지를 점검하도록 통지할 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명한 트랩 보울 투명 부분이 가시적으로 투명한지 사용자 또는 수행자가 시각적으로 확인할 수 있다. 사용자 또는 수행원이 트랩 보울이 과-충전 상태에 있음을 관찰할 경우, 흐름(400)은 블록(418)으로 진행할 수 있고 트랩 보울이 비워지고 재설치 되었다는 표시를 기다릴 수 있으며(예를 들어, 다른 사용자 인터페이스 버튼을 누름), 그 후 흐름(400)은 블록(404)으로 되돌아 갈 수 있다. 블록(416)에서 사용자 또는 수행원이 트랩 보울이 과-충전 상태에 있지 않다고 관찰하거나 또는 결정하면, 그러한 관찰을 사용자 또는 수행원으로부터 수령하면(예를 들어, 다른 사용자 인터페이스 버튼을 누름), 흐름은(400)는 블록(418)로 진행하여 서비스 체크를 위한 통지를 생성할 수 있다.
도 5는 하나 이상의 실시 예들에 따른 수직 프리즘(504)을 갖는 트랩 보울(502) 및 다른 광학 방출기/수신기(506)를 포함하는 필터 및 트랩 조립체(500)의 일 실시 예의 정면 단면도를 도시한다. 도 5는 또한 동작 충전 레벨 및 적절하게 설치된 트랩 보울 모두의 수직 프리즘 검출의, 하나 이상의 실시 예에 따른, 예시적인 양태에 의한 입사 및 반사 광선의 중첩된 도면("LB1"로 표시)을 도시한다. 도 6은 하나 이상의 실시 예에 따른 도 5에 도시된 필터 및 트랩 보울 조립체의, 수직 프리즘(504)을 갖는 예시적인 트랩 보울(502)의 일 사시도를 도시한다. 도 7은 광학 방출기/수신기(506)로부터의 광선의 가시적 표시를 생략하고, 수직 프리즘(504)을 갖는 예시적인 트랩 보울(502)의 단면도를, 도 5의 프로젝션(4-4)으로부터, 도시한다. 도 8은 나중에 더 상세히 설명되는 바와 같이 광 방출기/수신기(506)로 되돌아 오는 후속 반사뿐만 아니라 광학 방출기/수신기(506)에 의해 생성된 예시적인 시준된 광선(CLB)의 그래픽 묘사로 오버레이된 도 7의 도면을 도시한다.
필터 및 충전 레벨 검출 트랩 조립체(100)를 벗어나는 것으로 도시된 양상들 및 특징들에 초점을 맞추기 위해, 필터 및 트랩 조립체(500)는 도 1a 내지 도 3을 참조하여 설명된 것과 동일한 필터 하우징(102) 및 필터(104)를 가정하여 설명될 것이다. 유사하게, 수직 프리즘(504)을 갖는 트랩 보울(502)은, 예를 들어 원형 외벽 상(도 5에서 부분적으로 볼 수 있지만, 별도로 라벨링되지는 않음)에, 전술한 바와 같이, 나사산과 협동하도록 구성된 내측 나사산(도 5에서 명백하게 보이지는 않음)을 갖는 원형 리셉터클(106S)에 필적하는 구조를 가질 수 있거나 제공할 수 있다고 가정될 수 있다.
일 양태에서, 필터 및 트랩 조립체(500)는 광학 방출기/수신기(506)에 부착되도록 구성된 지지 요소(510)를 포함할 수 있는 조절 가능한 방출기/수신기 지지체(508)를 포함할 수 있다. 일 구현 예에서, 조절 가능한 방출기/수신기 지지체(508)는 리드 스크류(lead screw)(510)를 포함할 수 있고, 지지 요소(510)는 광학 방출기/수신기(506)에 고정되고 리드 스크류(510)가 나사 결합으로 통과할 수 있는 나사산 슬리브(도 5에서 명백하게 보이지는 않음)일 수 있다. 일 양태에서, 조절 가능한 방출기/수신기 지지체(508)는 선택적으로 작동되는 승강 지지체(도 5에서 명백하게 보이지는 않음)를 포함할 수 있다. 선택적으로 작동되는 승강 지지체는, 예를 들어, 지시된 화살표(AR)로 표시된 바와 같이 리드 스크류(510)를 선택적으로 회전 시키도록 구성된 서보(servo) 모터(도 5a에서 명백하게 보이지 않음) 또는 수동 메커니즘(도 5a에서 명백하게 보이지 않음)일 수 있다. 조절 가능한 방출기/수신기 지지체(508)의 예시적인 동작은 광학 방출기/수신기(506)의 하부 위치된 팬텀 이미지(506')로 도시된다.
도 6을 참조하면, 일 양태에서, 수직 프리즘(504)은, 예를 들어 사출 주형에서 함께 주조되는, 트랩 보울(502)에 통합될 수 있다. 또 다른 양태에서, 트랩 보울(502)은 수직 프리즘(504)이 없는 임시 트랩 보울(interim trap bowl)로서 순차적으로 형성될 수 있으며, 이어서 예를 들어 투명 접착제(도 5에서 명백하게 보이지는 않음)에 의해 임시 트랩 보울의 내부 표면(도 6에서 부분적으로 볼 수 있지만 별도로 넘버링되지 않음)에 부착될 수 있다.
도 7을 참조하면 수직 프리즘(504)은 수직으로 서로 평행하게 그리고 트랩 보울(502)의 수직 연장 중심 축(CVX)에 평행하게 연장될 수 있는 제1 수직 프리즘 면(504L) 및 제2 수직 프리즘 면(504R)으로 구성될 수 있다. 일 양태에서, 제1 수직 프리즘 면(504L) 및 제2 수직 프리즘 면(504R)은 수직으로 연장하는 정점(504V)으로부터 외측으로 개방된 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00016
5)을 형성하도록 배열될 수 있다. 설명을 위해, 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00017
5)의 예시 값은 대략 90 도가 선택될 것이다. 일 양태에서, 제1 수직 프리즘 면(504L) 및 제2 수직 프리즘 면(504R)은 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00018
5)이 수직 프리즘 이등분선(BVL)에 대해 대칭이 되도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 수직 프리즘 면(504L) 및 제2 수직 프리즘 면(504R)은 수직 프리즘 이등분선(BVL)이 트랩 보울(502)의 수직 연장 중심 축(CVX)으로부터 반경 방향으로 연장되도록 구성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 관련된 양태에서, 광학 방출기/수신기(506)는 수직 프리즘 이등분선(BVL)에 평행하게 또는 대략 평행하게 정렬된 시준된 광선(CLB)을 전송하도록 구성 및 배치될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 광학 방출기/수신기(506)는 수직하게 연장된 중심 축(CVX)에 수직인 평면(도 5 내지 도 8에서 명백하게 보이지는 않음)에서 시준된 광선(이하 "CLB")을 전송하도록 배열될 수 있다.
계속해서 도 8을 참조하면, 일 양태에서, 투명 재료는 이후 단락에서 자세히 설명되는 바와 같이 FLR 및 SLR이 통과하는 영역뿐만 아니라 적어도 CLB가 통과하여 제1 수직 프리즘 면(504L)을 타격하는 트랩 보울(502)의 영역을 형성한다. 선택적으로, 전체 트랩 보울(502)은 투명한 재료로 형성될 수 있다.
일 양태에 따르면, 광학 방출기/수신기(506)는 시준된 광선(CLB)이 트랩 보울(502)의 외부 표면에 그 지점에서 외부 표면에 접선인 평면(그림에서 명시적으로 볼 수 없음)에 수직인 방향으로 타격하도록 배치될 수 있다. 그러므로, 끼인각(
Figure 112018118767485-pct00019
5)이 대략 90도라고 가정하면(예시의 목적으로), CLB는 45도의 입사각(도 8에서 볼 수 있지만 별도로 라벨링되지는 않음)으로 제1 수직 프리즘 면(504L)을 타격할 것이다. 이는 CB가 상부 프리즘 면(116U)에 충돌하는 입사각(
Figure 112018118767485-pct00020
2), 즉 45도인 각도(
Figure 112018118767485-pct00021
2)와 실질적으로 동일하다.
도 5는 액체 충전(TL)의 상부 표면(TLS)이 CLB가 제1 수직 프리즘 면(504L)을 타격하는 높이보다 낮은 것을 도시한다. 설명의 편의상, 트랩 보울(502) 및 수직 프리즘(504)의 적어도 투명 영역은 전술한 예들에 대해 가정된 바와 같이 폴리카보네이트로 형성된다고 가정될 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 폴리카보네이트의 광학 굴절률은 1.6으로 근사화될 수 있다. 따라서, 전체 반사의 스넬의 법칙의 수학식 1에 값 1.6을 플러깅하고, 45도의 입사각을 사용하면, CLB는 제1 수직 프리즘 면(504L)에 의해 전체적으로 내부적으로 반사될 것이다. 이것은 결과적으로 복귀하여 광학 방출기/수신기(506)를 타격할 제2 측면 반사된 빔(SLR)이 뒤 따르는 제1 측면 반사된 빔(FLR)을 확립 할 것이다.
도 9는, 액체 충전(TL)의 상부 표면(TLS)이 CLB가 제1 수직 프리즘 면(504L)을 타격하는 지점 또는 그 위에 있는 것에 응답하여, 하나 이상의 예시적인 실시 예들에 따른 작동을 도 5와 동일한 프로젝션으부터 도시한다. 폴리카보네이트 재료(N1은 대략 1.6 임)를 가정하고 수학식(1)을 참조하면, 액체 충전(TL)의 상부 표면(TLS)이 CLB가 제1 수직 프리즘 면(504L)을 타격하는 지점에 도달하면, 총 반사 각도는, 약 70도인, Sin-1 (1.5/1.6)이 된다. 각도 입사각, 즉 45도는 70도 미만이다. 따라서, CLB는 제1 수직 프리즘 면(504L)으로부터 전반사되지 않을 것이다. 대신, CLB의 상당 부분은 굴절된 빔(이하, 도면에서 "RFR"이라고 함)으로서 유체(TL)로 계속될 것이다. 따라서, 광학 송신기/수신기(506)의 광학 수신기로 복귀하는 원래의 CLB의 부분이 있다면, 그 부분은 리턴으로서 검출되지 않을 것이다.
도 10은 예시적인 시준된 광선(CLB) 및 굴절된 광선(RFR)의 또 다른 도면을 도시한, 도 9의 프로젝션(5-5)으로부터, 수직 프리즘(504)을 갖는 예시적인 트랩 보울(502)의 단면도를 도시한다.
도 11a는, 도 5의 프로젝션(3-3)으로부터의, 예시적인 필터 및 수직 프리즘 트랩 보울 조립체(1100)의 투영도를 도시한다. 필터 및 수직 프리즘 트랩 보울 조립체(1100)는 오프셋 광학 수신기(1102)(또한 "S2"로 표시) 및 직경 방향으로 대향된 광학 수신기(1104)(또한 "S3"로 표시)와 결합하여 구성된 필터 및 수직 프리즘 트랩 보울 조립체(500)를 포함할 수 있다. 예시적인 동작 설명을 위한 목적으로, 광학 송신기/수신기(506)의 수신기 요소는 대안적으로 "제1 광학 수신기(506)"로 지칭될 수 있고, 오프셋 광학 수신기(1102)는 대안적으로 "제2 광학 수신기(1102)"로 지칭될 수 있으며, 직경 방향으로 대향된 광학 수신기(1104)는 "제3 광학 수신기(1104)"로서 참조될 수 있다. 다양한 양태들에 따르면, 제2 광학 수신기(1102) 및 제3 광학 수신기(1104)는 추가적인 상태 검출 능력을 제공할 수 있다. 제1 실시 예의 성능이 도 11a에 도시되어 있으며, 도 7 및 도 8을 참조하여 전술한 능력, 즉 작동 충전 레벨에서 적절하게 설치된 트랩 보울(502)(즉, 수직 프리즘(504)의 수직 프리즘 이등분선(BVL)과 정렬된 CLB)과 유사하다(즉, 액체 내용(TL)의 상부 표면(TLS)이 CLB보다 낮음). 제2 실시 예의 기능 이도 11b에 도시되어 있으며, 적절하게 설치되었지만, 과-채워진 트랩 보울(502) 위에 도시되어있다. 제3 실시 예의 성능은 부적절하게 설치된(예를 들어, 회전된) 트랩 보울(502) 및 누락 트랩 보울(502)의 2 개 상태를 검출하여 해결할 수 있다.
도 11a를 참조하면, 도 5 및 도 8을 참조하여 전술한 바와 같은 예시 값을 가정하면, 방출된 평행 빔(CLB)은 45도의 입사각으로 제1 수직 프리즘 면(504L)을 타격할 것이다. 수직 프리즘(504)에 대한 광학 굴절률의 예시적인 인덱스를 가정하면(약 1.6), 전체 반사율의 각도는 대략 38도이다. 따라서, 도 5 및 도 8을 참조하여 기술된 반사는 CLB가 상당 부분에서 광학 방출기/수신기(506)로 복귀하게 할 것이다.
도 11b를 참조하면, 수직 프리즘(504)이 물의 광학 굴절률(예를 들어, 1.5)에 충분히 근접한 광학 굴절률(예를 들어, 1.6)을 갖는 것으로 가정하면, 45 도의 입사각은 총 반사율의 각도보다 실질적으로 작을 것이다. 그러므로 CLB의 상당 부분은 제1 굴절 빔(RF1)으로서 굴절 각도(
Figure 112018118767485-pct00022
7)에서 트랩 보울(502)의 내용물로 계속될 것이다. 제1 굴절 빔(RF1)이, 지점(IFP)에서, 트랩 보울 포인트의 내용물 재료와 트랩 보울(502)의 재료의 경계 면을 타격할 때, 그것은 굴절각(
Figure 112018118767485-pct00023
8)만큼 다시 굴절되어 제2 굴절 빔(RF2)으로 계속될 것이다. 올바르게 설정된 오프셋(
Figure 112018118767485-pct00024
6)을 가정하면, 제2 굴절 빔(RF2)은 오프셋(또는 제2) 광학 센서(1102)을 타격할 것이다.
도 11c를 참조하면, 전술한 바와 같이, 광학 송신기/수신기(506)는 트랩 보울(502)이 정확하게 설치될 때 CLB를 수직 프리즘 이등분선(BVL)과 정렬시킨다. 따라서, 도 11c에 도시된 바와 같이 트랩 보울(502)이 회전되면, CLB는 트랩 보울(502)의 바깥 면을 그 바깥 면에 실질적으로 수직한 방향으로 타격한다. 따라서, 상이한 광학 굴절률의 계면에 관계 없이, CLB는 중심 축(CVX)을 통과 할 것이고, 따라서 제3 광학 센서(1104)를 타격할 것이다. 그러나 상태 탐지에 모호함이 있을 수 있다. 예를 들어, 트랩 보울(502)이 누락된 경우(도 11a 내지 도11c에 명시적으로 도시되지 않음), CLB는 또한 원래의 발사 방향으로 계속되고 제3 광학 센서(1104)를 타격할 것이다.
도 12는, 도 5의 프로젝션(3-3)으로부터, "오프셋 빔, 굴절 기반 필터 및 트랩 조립체(1200)"로 지칭될 수 있는 필터 및 트랩 조립체의 다른 구현 예의 투영도를 도시한다. 오프셋 빔, 굴절 기반 필터 및 트랩 조립체(1200)의 예시적인 구현은 투명 트랩 보울(1202)(도 12에 부분적으로 도시 됨), 오프셋 광학 방출기(1204) 및 오프셋 광학 검출기(1206)를 포함할 수 있다.
일 양태에서, 오프셋 광학 방출기(1204)는 초기 입사 포인트(PI)에서 외부 표면(도 12의 횡단면도에서 보여지는)에 입사되는 방향으로 오프셋 시준된 광선(OCL)을 방출하도록 구성될 수 있다. 트랩 보울의 광학 굴절률을 예를 들어 약 1.6으로 가정하면, 시준된 광선은 굴절되어 투명한 트랩 보울(1202)과 그 내용물 사이의 계면을 타격할 때까지 RFA로서 계속된다. 예를 들어, 계면에서 트랩 보울(1202)의 내용물이 약 1의 광학 굴절률을 갖는 공기 또는 다른 가스인 것으로 가정될 것이다. 따라서, 굴절된 빔(RFA)은 다시 RFB로서 굴절될 것이고, 트랩 보울(1202)의 내용물로부터 트랩 보울(1202)으로의 인터페이스를 IP2에서 타격할 때까지 계속될 것이다. 빔은 오프셋 광학 수신기(1206)를 타격할 때까지 RFC 및 RFD와 같은 굴절을 통해 진행할 수 있다.
전술한 굴절 세그먼트 시퀀스인 RFA, RFB, RFC 및 RFD는 "비-충전된 광학 경로"라고 지칭될 수 있다. 광선이 통과하는 트랩 보울(1202)의 내용물이 물인 경우, 각각의 굴절은 덜하다. RXA, RXB 및 RXC로 명명된 결과적인 세그먼트는 빔이 오프셋 광학 수신기(1206)를 누락하게 한다. 설명된 세그먼트 RXA, RXB 및 RXC는 "초과-최대 충전 상태 광학 경로"라고 지칭될 수 있다.
도 12를 참조하면, OCL의 일 양태는, 그 초기 입사 포인트(IP1)에서, 그것이 트랩 보울(1202)의 외부 표면에 수직하지 않다는 것이다. 다르게 말하면, OCL은 초기 입사 지점(IP1)에서 탄젠트에 평행한 벡터 성분("VX"로 표시)과 탄젠트에 수직인 벡터 성분("VY"로 표시)을 가질 수 있다.
도 13은 하나 이상의 실시 예에 따른 환자에게 치료 가스를 전달하기 위한 방법에서 예시적인 트랩 보울 충전 상태 검출하는, 예를 들어 도 11a 내지 도 11c 구현 예에서 수행되는(또는 도 12의 구현 예에서의 수정과 함께), 프로세스의 예시적인 동작을 나타내는 블록 흐름(1300)을 도시한다. 도 13을 참조하면, 흐름(1300)에서의 동작은 시작 이벤트(1302)에서 시작하여 결정 블록(1304)으로 진행될 수 있다. 시작 이벤트의 예들은 도 14를 참조하여 기술될 예시 시스템(1400)과 같은 치료용 가스 전달 시스템에 전원을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 시작 이벤트(1302)에서의 동작들은, 예를 들어 빔(CLB)을 방출하기 위해 광학 송신기/수신기(506)에 전력을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 흐름(1300)은 광학 센서들 중 임의의 센서가 신호를 수신했는지 여부에 따라 결정 블록(1304)으로부터 진행할 수 있다. 도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 제1 광학 센서(506), 제2 광학 센서(1102) 또는 제3 광학 센서(1304) 중 임의의 하나에서 신호를 수신하지 못하면 시스템 고장을 나타낼 수 있다. 따라서, 결정 블록(1304)에서 "아니오"를 수신하면, 흐름(1300)은 블록(1306)으로 진행하여 서비스에 대한 필요성을 사용자 또는 수행원에게 통지할 수 있다.
도 13을 참조하면, 결정 블록(1304)에서 "예"라고 가정하면, 흐름(1300)은 결정 블록(1308)으로 진행할 수 있다. 일 양태에서, 결정 블록(1308)에서의 동작들은 광학 센서들 중 둘 이상이 광선의 수신을 나타내는지의 여부를 체크하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 센서들의 세트가 제1 광학 센서(506), 제2 광학 센서(1102) 및 제3 광학 센서(1104)라고 가정하면, 동작들은 세트 중 2 개 이상이 광선의 수신을 나타내는지를 결정하기 위한 검사를 포함할 수 있다. 블록(1308)에서의 대답이 "예"이면, 흐름(1300)는 블록(1306)으로 진행할 수 있고, 예를 들어 서비스에 대한 필요성을 사용자 또는 수행원에게 통지할 수 있다. 블록(1308)에서의 대답이 "아니오"이면, 흐름(1300)은 제1 광학 센서(예를 들어, 광학 송신기/수신기(506))가 광선을 수신했는지의 여부를 동작이 결정할 수 있는 블록(1310)로 진행할 수 있다. 도 11 a 및 도 11b를 참조하면, 블록(1301)에서의 대답이 "예"이면, 흐름(1300)은 트랩 보울(예를 들어, 트랩 보울(502))이 적절하게 설치되고 작동 충전 레벨에 있는지를 효과적으로 결정한다(즉, 액체 방울(LD)을 수용하기 위한 잔존 용량을 갖는지). 이에 응답하여, 흐름(1300)은 블록(1312)로 진행하여, 예를 들어 환자에게 전달되는 치료용 가스로부터 샘플 가스를 수신하는 동작을 수행 한 다음 반사된 광선이 여전히 수신되고 있는지(예를 들어, 제1 광학 센서(506)에 의해) 여부를 결정하기 위해 블록(1310)으로 되돌아 간다.
계속해서 도 13을 참조하면, 블록(1310)에서의 응답에서의 초기 응답이 "아니오" 이거나 블록들(1310-1312)이 루프의 반복 중에 "아니오"로 되면, 흐름(1300)은 결정 블록(1314)으로 진행한다. 블록(1314)에서의 동작은 제2 광학 센서(예를 들어, 제2 광학 센서(1102))가 광선을 수신하는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 도 11b를 참조하면, 블록(1314)에서의 대답이 "예"이면, 흐름(1300)은 트랩 보울(예를 들어, 트랩 보울(502))이 적절히 설치되었지만, 초과-충전 상태인 것으로 결정한다. 따라서, 흐름(1300)은 블록(1316)으로 진행하여 사용자 또는 수행원에게 트랩 컨테이너를 비우도록, 예를 들어 트랩 보울(502)을 제거하고 비우고 다시 설치하도록 통지할 수 있다. 그 후, 흐름(1300)은 블록(1304)으로 복귀하여 전술한 동작을 반복할 수 있다.
그러나, 블록(1314)에서의 대답이 "아니오"이면, 흐름(1300)은 블록(1318)로 진행하여 광선이 제3 광학 센서(예를 들어, 제3 광학 센서(1104)에서)에서 수신되는지를 결정할 수 있다. 도 11c를 참조하면, 블록(1318)에서의 대답이 "예"이면, 흐름(1300)은 트랩 보울(예를 들어, 트랩 보울(502))이 누락되었거나 부적절하게 설치되었다고 결정한다(예를 들어, 도 11c에 도시된 바와 같이 회전 됨). 따라서, 흐름(1300)은 블록(1320)로 진행하여 사용자 또는 수행원에게 트랩 =보울(예를 들어, 트랩 보울(502))이 누락되었거나 부적절하게 설치되었음을 통지할 수 있다. 흐름(1300)는, 블록(1320)에서, 예를 들어, 트랩 보울이 적절히 설치되었다는 표시(1320)를 기다릴 수 있고(예를 들어, 사용자 또는 수행원이 인터페이스 버튼을 누름을 검출하는 것), 흐름(300)은 블록(1304)로 복귀할 수 있다.
도 14는 하나 이상의 실시 예에 따른, 호흡 가스 공급 장치 내의 필터 및 레벨 검출 트랩 조립체의 일 예시적인 구현의 양태를 도시한다. 이러한 예시적인 구현은 호흡 장치에 관한 것이고, 본 개시에 따른 필터 조립체의 다른 다양한 구현을 제한하지 않는다. 도 14를 참조하면, 장치(1400)는 벤틸레이터(1410)와 함께 사용된다. NO와 같은 보충 또는 첨가 가스의 공급원(1412)은 도관(1414)에 공급을 제공하고, 또한 벤틸레이터(1410)에 연결될 수 있는 밸브(1416)로 연결된다. 호흡 가스 공급의 임의의 단계에서, 분무된 약물과 같은 다른 부가적인 호흡 물질이 도관(1420)을 통해 이동하는 스트림에 제공될 수 있다. 제어기(1418)는 도관(1420) 내의 혼합 가스에 대한 NO 및 분무된 약물의 비율을 제어하기 위해 밸브를 작동시킬 수 있다. 환자는 흡입기의 사지(limb)로 간주될 수 있는 도관(1420)의 내용물을 흡입한다. 환자의 호기 또는 초과 가스는 내쉬는 사지 도관(expiratory limb conduit)(1422)으로 간주될 수 있다.
이 예에서, 도관(1424)은 흡기의 사지와 유체 연통하며 샘플 가스 라인이라 칭할 수 있다. 필터 및 트랩 조립체(1426)는 샘플 가스의 일부 또는 전부를 수용한다. 일 양태에서, 필터 트랩 조립체(1426)는 전술한 바와 같은 필터 및 트랩 조립체(1100)에 대응할 수 있다. 필터 트랩 조립체(1326)에 의해 필터링된 후에, 가스는 가스 샘플링 시스템(1428)으로 보내지고 배기구(1430)를 통해 배출될 수 있다.
전술한 상세한 설명은 당업자가 개시된 주제를 만들고 사용할 수 있도록 제시된다. 설명의 목적을 위해 철저한 이해를 돕기 위해 구체적인 명칭이 제시된다. 그러나, 당업자에게는 이러한 특정 세부 사항이 개시된 주제를 실시하는 데 요구되지 않음이 명백할 것이다. 특정 응용 프로그램에 대한 설명은 대표적인 예로서 제공된다. 개시된 구현 예에 대한 다양한 수정은 당업자에게 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 구현 및 응용에 적용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 동작 시퀀스는 단지 예일 뿐이며, 그리고 동작 시퀀스는 본 명세서에 설명된 것에 제한되지 않으며, 특정 순서로 필연적으로 발생하는 동작을 제외하고는 당업자에게 명백한 바와 같이 변경될 수 있다. 또한, 당업자에게 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명은 명확성 및 간결성을 위해 생략될 수 있다. 이 개시는 도시된 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 특징들과 일치하는 가능한 가장 넓은 범위에 따른다.
본 기술 분야의 당업자는 설명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서의 방법 및 시스템에 대해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음을 명백히 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 설명은 첨부된 특허 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
설명된 임의의 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 재 배열, 분리 및/또는 조합될 수 있음을 이해할 것이다. 쉽게 단계가 순차적으로 표시된다. 이것은 단지 쉽게 하기 위한 것이고 결코 제한하려는 것이 아니다. 또한, 설명된 본 발명의 요소들 및/또는 실시 예들 중 임의의 것이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 재 배열, 분리 및/또는 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 편의상 다양한 요소가 때때로 별도로 설명된다. 이것은 단지 쉽게 하기 위한 것이고 결코 제한하려는 것이 아니다.
상술한 예에서 다양한 시스템 구성 요소의 분리는 모든 예에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명된 구성 요소 및 시스템은 일반적으로 단일 패키지로 다중 시스템 및/또는 다수의 구성 요소로 함께 통합될 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에 개시된 주제가 다양한 형태 및 예들로 구현될 수 있고, 그 교시가 본 명세서에서 설명된 다수의 어플리케이션들에 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 별도의 언급이 없는 한, 본 명세서에 기재된 모든 측정, 값, 등급, 위치, 크기, 크기 및 기타 사양은 다음의 청구 범위를 포함하여 대략적인 것이며 정확하지 않다. 그것들은 관련 기능과 관련이 있는 기술 분야에서 관습적으로 적용되는 것과 합당한 합리적인 범위를 갖도록 고안되었다.
본 명세서에서는 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이들 실시 예는 단지 본 발명의 원리 및 응용을 설명하는 것임을 이해해야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 방법 및 장치에 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 필터 트랩 장치(filter trap apparatus)에 있어서,
    필터로부터 액체 방울을 액체 내용물로서 축적하도록 구성된 트랩 보울(trap bowl)로서, 상부 면(face) 및 하부 면을 갖는 투명한 원주의 프리즘(transparent circumferential prism)을 포함하고, 상기 상부 면은 가스가 상기 원주의 내부 표면에 맞닿을 때 제1 전반사 각도를 갖고, 및 상기 액체 내용물이 상기 원주의 내부 표면에 맞닿을 때 제2 전반사 각도를 갖는, 상기 트랩 보울;
    입사각으로 상기 상부 면에 입사하는 광선을 방출하도록 구성된 광원; 및
    광 수신기로서, 상기 상부 면이 상기 제1 전반사 각도를 가질 때 상기 입사각은 상기 광선의 반사를 초래하여 상기 광 수신기를 타격하게(strike)하고, 상기 상부 면이 상기 제2 전반사 각도를 가질 때 상기 입사각은 상기 광선의 굴절을 초래하여 상기 광 수신기를 놓치게 하는, 상기 광 수신기를 포함하고,
    상기 상부 면은 상부 원주의 내부 표면을 형성하고, 상기 하부 면은 상기 트랩 보울의 하부 원주 내면을 형성하며, 상기 상부 면과 상기 하부 면은 상기 트랩 보울 주위로 원주 방향 외측으로 개방된 끼인각을 형성하며,
    상기 상부 면과 상기 하부 면은 상기 트랩 보울 주위의 원주형인 정점에서 교차하고, 상기 끼인각은 상기 정점으로부터 외측으로 연장되는 기준 이등분선에 대해 대칭으로 배치되고,
    상기 광원은 시준된 광선(collimated light beam)으로서 상기 광선을 방출하고 상기 기준 이등분선에 평행한 방향으로 상기 시준된 광선을 방출하도록 구성되며,
    상기 트랩 보울의 회전 배향과 무관하게, 상기 상부 면이 상기 제1 전반사 각도를 가질 때 상기 입사각은 상기 광선의 반사를 초래하여 상기 광 수신기를 타격하게 하고, 상기 상부 면이 상기 제2 전반사 각도를 가질 때 상기 입사각은 상기 광선의 굴절을 초래하여 상기 광 수신기를 놓치게 하는, 필터 트랩 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 입구 통로, 출구 통로 및 중간 통로를 포함하는 필터를 더 포함하고, 상기 필터는 상기 입구 통로에서 치료용 가스의 샘플을 수신하고, 상기 치료용 가스로부터 상기 액체 방울을 제거하여 필터링된 치료용 가스를 형성하고, 상기 중간 통로를 통해 상기 액체 방울을 전달하며, 상기 출구 통로로부터 상기 필터링된 치료용 가스를 배출하도록 구성된, 필터 트랩 장치.
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  7. 청구항 1에 있어서, 상기 기준 이등분선은 상기 트랩 보울 주위의 원주이고 상기 정점을 포함하는 기준 원추 내에서 연장되는, 필터 트랩 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 끼인각은 90도인, 필터 트랩 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 입사각은 45도인, 필터 트랩 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 투명한 원주의 프리즘은 광선 수신 면을 더 포함하고, 상기 시준된 광선은 입사 지점에서 상기 광선 수신 면에 입사되는, 필터 트랩 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 끼인각은 90도이고, 상기 입사각은 45도이고, 상기 광선 수신 면은 상기 트랩 보울의 외부 표면 주위로 원주 방향으로 연장되는 경사면인, 필터 트랩 장치.
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