TW202222369A - 氣體輸送醫療導管之水分檢測 - Google Patents
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Abstract
使用導管的電性質來檢測該導管中的水分狀況，尤其是檢測用於供應呼吸氣體或外科手術氣體的氣體供應系統導管中的水分狀況。
Description
相關申請之交叉引用
在與本申請一起提交的申請資料表中確定了外國或國內優先權聲明的任何和所有申請特此根據37 CFR 1.57藉由引用方式併入。
本揭露內容關於檢測導管中之水分。更具體地，本揭露內容描述了一種呼吸或外科手術氣體輸送系統，該系統能夠檢測冷凝、濕度及/或體液中的一種或多種的存在、量及/或位置。
呼吸輔助裝置和外科手術吹入器通過導管系統向患者提供氣體流或加壓氣體流。對於使用該等設備和類似設備的一系列應用，對供應的氣體進行加濕係有益的。該等應用包括吸入氣體及/或在外科手術期間將氣體供應到患者外科手術部位。通過導管提供加濕的氣體之缺點係可能在導管內形成冷凝。除了冷凝，其他類型的水分也可能從患者（例如，以如唾液、血液、黏液等體液的形式）、視需要的濕熱交換器（HME）、視需要的噴霧器及/或環境（例如，經由帶室的呼吸機或通過液體或蒸氣可滲透的導管壁）引入到導管中。
加濕的氣體可能在其穿過氣體源與氣體遞送目的地之間的導管系統時冷卻。這可能導致在氣體冷卻時在導管內形成水分（或液體）。水分可以指冷凝物、水或導管中存在的任何液體。通常不期望在呼吸輔助裝置和外科手術吹入器中形成水分。例如，導管中的冷凝可能導致被稱為「因雨而中斷（rain out）」之情況。當水分形成並且可能沿導管系統的壁向下行進時發生因雨而中斷。水分可能在導管系統的下部聚集，或者水分可能從導管系統跑出進入患者的呼吸系統、身體，回到氣體源或進入呼吸機返回路線或連接到呼吸輔助裝置或外科手術吹入器的導管之其他設備。所有該等因雨而中斷效應皆為不期望的並且可能導致許多併發症。類似地，來自其他源（包括患者、其他設備及/或環境）的流體可能是不期望的及/或出於其他原因應進行監測。
如本文所使用的，短語「導管系統」涵蓋在氣體源與患者之間輸送氣體及/或將呼出的氣體從患者輸送到呼吸輔助裝置或外科手術吹入器的另一部件的任何導管（在本文中也被稱為管）、連接器或患者介面。例如，如下文進一步詳細討論的，導管系統可以包括（複數）吸氣管、（複數）呼氣管、（複數）吹入管、（複數）連接器、（複數）Y形件、（複數）患者管及/或（複數）患者介面（包括罩、鼻插管、鼻墊、氣管內導管、氣管切開插管、外科手術插管等）中的一或複數。進一步地，水分、冷凝物、冷凝和液體在本揭露內容中通常同義使用，如熟悉該項技術者根據本文該等術語的上下文使用將理解的。
呼吸輔助裝置和外科手術吹入器（在本文中統稱為氣體供應系統）可以在導管系統內或在導管系統的任何或所有部件的壁中採用一或多條加熱導線以提供熱源。當氣體穿過導管系統時，該一或多條加熱導線允許導管將氣體的溫度及/或相對濕度控制在期望值或範圍，從而減少冷凝的可能性。一或多條感測器導線也可以包括在導管系統內或導管系統的壁中。該一或多條感測器導線通常用於將流經導管及/或患者介面的加濕的氣體的溫度測量資訊從一或複數溫度感測器輸送回氣體供應系統的控制器。氣體供應系統可以使用回饋控制系統中的溫度測量資訊來調整由該一或多條加熱導線或氣體供應系統的其他部件提供的熱量。
即使使用加熱導線，仍然可能發生冷凝和因雨而中斷，並且仍可能引入來自其他源的流體。本揭露內容提供了水分檢測。可以藉由測量或推斷導管系統內或嵌入導管系統壁中的二或更多間隔開的電導體的電容、電抗及/或阻抗或電容、電抗及/或阻抗的變化來檢測水分。該等電導體可以是例如一或多條導線，如一或多條加熱導線及/或一或多條感測器導線。替代性地或另外地，專用導體可以設定在或嵌入包括導管管腔的導管系統中。電容可以是本質電容/寄生電容。該測量可以使用（多條）導線的時間回應及/或頻率回應。還可以藉由測量如本文所揭露之電阻變化及/或如RF訊號等無線訊號的變化來檢測水分。
本揭露內容提供了一種可用於氣體供應系統中的加濕器系統，該加濕器系統包括：加濕器；導管，該導管包括第一導電元件和第二導電元件；以及控制器，該控制器被配置成使用該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數來監測訊號以至少部分地基於該訊號來確定指示該導管中的水分的值。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的電容。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間電容的變化。該控制器可以包括訊號產生器。該控制器可以包括一或複數硬體及/或軟體處理器。該第一導電元件與該第二導電元件可以分隔開一定距離，該距離被配置成允許在該第一導電元件與該第二導電元件之間感測電容電荷。該加濕器系統還可以包括介電材料，該介電材料位於該第一導電元件與該第二導電元件之間。該介電材料可以是蒸氣或液體可滲透的。該蒸氣可滲透的介電材料可以允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。該控制器可以被配置成基於該第一導電元件及/或該第二導電元件的測量結果的比較來確定指示水分的值。指示水分的值可以包括包含與參考電阻器串聯的該第一導電元件或該第二導電元件的電路的時間常數。該訊號可以指示包括該第一導電元件及/或該第二導電元件的電路的時間常數或諧振頻率。該訊號可以指示包括該第一導電元件及/或該第二導電元件的電路的時間常數的變化或諧振頻率的變化。誘導該導管中的水分的值對應於該導管的電感。誘導該導管中的水分的值對應於該導管的電感的變化。該加濕器系統還可以包括諧振電路，其中，電感器與電容器並聯放置。該諧振電路可以與該第一導電元件、該第二導電元件或該第一導電元件和該第二導電元件兩者並聯電連接。該諧振電路可以被調諧為在被該訊號充分激發時表現出諧振行為。該諧振電路可以被調諧為在被該訊號激發時表現出諧振行為，其中，該訊號已經被選擇用於激發該諧振電路。該控制器可以被配置成結合正常控制電源向該第一導電元件施加附加電力。該加濕器系統還可以包括AC電源。該加濕器系統還可以包括DC電源。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件的溫度。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件的溫度的變化。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的媒介的熱導率，或者該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件附近的媒介的熱導率。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的媒介的熱導率的變化，或者該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件附近的媒介的熱導率的變化。該第一導電元件或該第二導電元件的溫度的變化可以是基本上線性的。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的溫度差。該第二導電元件可以測量該訊號。該訊號可以對應於該第二導電元件的電阻，該第二導電元件的電阻隨著該第二導電元件的溫度而變化。該第一導電元件或該第二導電元件可以進一步包括熱敏電阻器。該第一導電元件或該第二導電元件可以進一步包括二極體。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接並且基本上鄰近該熱敏電阻器定位。該第一導電元件與該第二導電元件可以彼此相鄰。該第一導電元件與該第二導電元件可以彼此不相鄰。該第一導電元件與該第二導電元件可以在該導管的珠粒內。該第一導電元件可以測量該訊號。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件的電阻。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的媒介的電阻。該第一導電元件或該第二導電元件可以包括彼此斷開電連接的至少二部分。該第一導電元件和該第二導電元件可以與其他導電元件針對該第一導電元件的長度的一部分和該第二導電元件的長度的一部分電絕緣。該至少二部分可以凸出到該導管的管腔中。該至少二部分可以與該導管的內壁齊平。該至少二部分可以佈置在管壁內並且與該導管的管腔氣動耦合。可以彼此斷開電連接的該至少二部分可以彼此串聯。可以彼此斷開電連接的該至少二部分可以彼此並聯。該控制器可以至少部分地基於該訊號的幅度及/或相位來確定指示該導管中的水分的值。該加濕器系統還可以包括訊號產生器。該訊號的頻率可以在30 Hz與300 GHz之間。該訊號的頻率可以在1 MHz與100 MHz之間。該訊號的頻率可以為約10 MHz。該第一導電元件及/或該第二導電元件可以是該訊號的波長的四分之一。該訊號的波長可以是該第一導電元件及/或該第二導電元件的長度的四倍。該訊號產生器可以將該訊號注入到該第一導電元件中。該第一導電元件可以被配置成發射器。該第二導電元件可以被配置成用於接收由該第一導電元件傳輸的訊號的接收器。該訊號的幅度及/或相位可以由射頻換能器測量。該射頻換能器可以是AM接收器、RF取樣ADC或RF整流器。該加濕器系統還可以包括用於對訊號進行濾波的濾波器。該濾波器可以包括高通濾波器或帶通濾波器。該濾波器可以被配置成過濾掉市電頻率。該濾波器可以被配置成過濾掉在50 Hz至60 Hz之間的頻率。該發射器可以包括環形天線。該接收器可以包括環形天線。該接收器可以包括單極天線。該發射器可以包括單極天線。該第一導電元件可以電耦合到第一開關。該第二導電元件可以電耦合到第二開關。該第一開關可以被配置成使該第一導電元件的一端斷開電連接。該第二開關可以被配置成使該第二導電元件的一端斷開電連接。該第一開關及/或該第二開關可以位於以下各項中的任一項中：加熱器底座、感測器盒、該導管、外部部件或中間連接器。
該控制器可以被配置成在指示水分的值下降到低於第一臨界值時輸出警報。該控制器可以被配置成在指示冷凝的值超過第二臨界值時輸出警報。該警報指示不可接受的水分水準。該控制器可以被配置成回應於指示該導管中的水分及/或濕度的值而自動減少呼吸氣體或吹入氣體的加濕。減少被遞送到患者的濕度可以藉由減少加熱器板功率實現。該導管可以是複合導管。該導管可以包括蒸氣及/或液體可滲透的珠粒。該可滲透的珠粒可以允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。該可滲透的珠粒可以是具有極端親水性質的活化全氟化聚合物材料、親水熱塑性塑膠、可透氣熱塑性共聚酯、表現出可透氣特性的機織處理織物或親水聚酯嵌段共聚物中的一種或多種。該第一導電元件和該第二導電元件可以圍繞該導管的至少一段長度螺旋纏繞。該第一導電元件與該第二導電元件可以在該導管內、穿過該導管或圍繞該導管螺旋纏繞。該第一導電元件與該第二導電元件可以形成導管壁的一部分。該第一導電元件可以是感測導線。該第一導電元件可以是加熱器導線。該第二導電元件可以是感測導線。該第二導電元件可以是加熱器導線。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送呼吸氣體或外科手術氣體的氣體供應系統的導管中的水分指示之方法，該方法包括至少部分地基於該導管的性質來確定水分的存在及/或水準。可以從該導管的介電性質推斷對水分的存在或水準的確定。對性質的確定可以包括向該導管中的第一導電元件施加訊號。對性質的確定可以包括測量該第一導電元件與第二導電元件之間的電容。對性質的確定可以包括基於所施加的訊號測量該第一導電元件與第二導電元件之間的電容。對性質的確定包括測量包括該第一導電元件的電路的時間常數或諧振頻率的指示。對性質的確定可以包括處理指示電感的值。對性質的確定可以進一步包括測量該第一導電元件的電阻的指示。對性質的確定可以進一步包括測量溫度的指示。對性質的確定可以進一步包括測量熱導率的指示。對性質的確定可以進一步包括測量訊號的幅度及/或相位。該導管可以是本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供由介電質分隔開並且位於該導管內、周圍或之上的二導電元件以及測量電容或電容的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供位於該導管內、周圍或之上的二導電元件以及測量電阻或電阻的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供位於該導管內、周圍或之上的二導電元件以及測量時間常數、諧振頻率、時間常數的變化或諧振頻率的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供位於該導管內、周圍或之上的二導電元件以及測量電阻或電阻的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中之導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中之加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供位於該導管內、周圍或之上的二導電元件以及測量溫度或溫度的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供二導電元件並且該二導電元件位於該導管內、周圍或之上以及測量熱導率或熱導率的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供二導電元件並且該二導電元件位於該導管內、周圍或之上以及測量訊號的幅度及/或相位或訊號的幅度及/或相位的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了外部附件。外部附件的示例係在呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中與加濕器一起使用的盒。本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少第一電端子或焊盤和第二電端子或焊盤，該第一電端子或焊盤和該第二電端子或焊盤被配置成與第一導電元件和第二導電元件電耦合，該第一導電元件和該第二導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一導電元件和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移除吸氣導管的第一導電元件與第二導電元件之間的電容的訊號。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少第一電端子或焊盤和第二電端子或焊盤，該第一電端子或焊盤和該第二電端子或焊盤被配置成與第一導電元件和第二導電元件電耦合，該第一導電元件和該第二導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一導電元件和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示包括該可移除吸氣導管的第一導電元件和第二導電元件的電路的時間常數或諧振頻率的訊號。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少第一電端子或焊盤和第二電端子或焊盤，該第一電端子或焊盤和該第二電端子或焊盤被配置成與第一導電元件和第二導電元件電耦合，該第一導電元件和該第二導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一導電元件和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移除吸氣導管的第一導電元件或第二導電元件的電阻的訊號。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少第一電端子或焊盤和第二電端子或焊盤，該第一電端子或焊盤和該第二電端子或焊盤被配置成與第一導電元件和第二導電元件電耦合，該第一導電元件和該第二導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一導電元件和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移除吸氣導管的第一導電元件或第二導電元件的溫度的訊號。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少第一電端子或焊盤和第二電端子或焊盤，該第一電端子或焊盤和該第二電端子或焊盤被配置成與第一導電元件和第二導電元件電耦合，該第一導電元件和該第二導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一導電元件和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移除吸氣導管的第一導電元件與第二導電元件之間的媒介的熱導率的訊號。本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少第一電端子或焊盤和第二電端子或焊盤，該第一電端子或焊盤和該第二電端子或焊盤被配置成與第一導電元件和第二導電元件電耦合，該第一導電元件和該第二導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一導電元件和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移除吸氣導管的第一導電元件與第二導電元件之間的訊號的幅度及/或相位或訊號的幅度及/或相位的變化。
本揭露內容提供了一種可用於氣體供應系統中的加濕器，該加濕器包括加濕腔室，該加濕腔室被配置成對氣體供應進行加濕；吸氣導管連接器，該吸氣導管連接器被配置成與包括第一導電元件和第二導電元件的吸氣導管連接；控制器，該控制器被配置成使用該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數來監測訊號以至少部分地基於該訊號來確定指示該導管中的水分的值。該控制器可以進一步被配置成監測該訊號。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的電容。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間電容的變化。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件的時間常數或諧振頻率。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件的溫度。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件的溫度的變化。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件之間的媒介的熱導率，或者該訊號或該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件附近的媒介的熱導率。該訊號可以指示該第一導電元件或該第二導電元件之間的媒介的熱導率的變化，或者該訊號或該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件附近的媒介的熱導率的變化。該訊號可以指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的溫度差。指示水分的值可以是訊號的幅度及/或相位或者訊號的幅度及/或相位的變化。該控制器可以包括訊號產生器。該控制器可以包括一或複數硬體及/或軟體處理器。該加濕器可以進一步包括本文揭露之任何導管實施方式中的導管。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括：第一導電元件；與該第一導電元件隔開一定距離的第二導電元件，該距離被配置成允許該第一導電元件與該第二導電元件之間存在電容效應，使得該電容效應在存在水分的情況下變化；以及材料，該材料將該第一導電元件與該第二導電元件分隔開。該等導電元件中的至少一導電元件可以是加熱器導線或感測器導線中的一或複數。該導管可以進一步包括控制器，該控制器被配置成藉由確定該第一導電元件與該第二導電元件之間的電容或電容的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該控制器可以是一或複數微處理器。該控制器可以使用該第一導電元件和該第二導電元件藉由測量該第一導電元件與該第二導電元件之間存在的電容性電抗及/或電感來確定該導管內水分的存在或指示。該第一導電元件與該第二導電元件可以放置得足夠近以允許可測量的電容，但足夠遠以允許由於水分的存在而引起的電容的可測量變化。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括：第一導電元件；第二導電元件，其中，該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數被配置成提供對指示導管中水分的存在或量的時間常數或諧振頻率的測量。該導管可以進一步包括諧振電路，其中，電感元件與電容元件並聯電連接。該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數可以被配置成與諧振電路並聯電連接，其中，電感元件與電容元件並聯電連接。該諧振電路可以在該導管的外部。該諧振電路可以被調諧為在被訊號激發時表現出諧振行為。該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數可以被配置成與訊號產生器並聯電連接。該導管可以包括控制器，該控制器被配置成藉由確定時間常數、諧振頻率、時間常數的變化或諧振頻率的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數可以被配置成與該控制器並聯電連接。該控制器可以包括訊號產生器。該控制器可以是一或複數微處理器。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括：第一導電元件；第二導電元件，其中，該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數被配置成提供對指示導管中水分的存在或量的電阻性質的測量。該第一導電元件或該第二導電元件可以包括彼此斷開電連接的至少二部分。該至少二部分可以凸出到該導管的管腔中。該至少二部分可以與該導管的內壁齊平。該至少二部分可以佈置在管壁內並且可以與該導管的管腔氣動耦合。可以彼此斷開電連接的該至少二部分可以彼此串聯。可以彼此斷開電連接的該至少二部分可以彼此並聯。該導管可以進一步包括控制器，該控制器被配置成藉由確定電阻或電阻的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該控制器可以是一或複數微處理器。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括：第一導電元件；第二導電元件，其中，該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數被配置成提供對指示導管中水分的存在或量的溫度或熱導率性質的測量。該第一導電元件或該第二導電元件可以進一步包括熱敏電阻器。該第一導電元件或該第二導電元件可以進一步包括二極體。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接並且基本上鄰近該熱敏電阻器定位。該第一導電元件與該第二導電元件可以彼此相鄰。該第一導電元件與該第二導電元件可以彼此不相鄰。該第一導電元件與該第二導電元件可以在該導管的珠粒內。該導管可以進一步包括控制器，該控制器被配置成藉由確定該第一導電元件或該第二導電元件的溫度、熱導率、溫度的變化或熱導率的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該控制器可以被配置成結合正常控制電源向該第一導電元件施加附加電力。該控制器可以是一或複數微處理器。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括：第一導電元件；第二導電元件，其中，該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數被配置成測量指示導管中水分的存在或量的訊號的幅度及/或相位或訊號的幅度及/或相位的變化。該第一導電元件可以被配置成發射器。該第二導電元件可以被配置成用於接收由該第一導電元件傳輸的訊號的接收器。該發射器可以包括環形天線。該接收器可以包括環形天線。該發射器可以包括單極天線。該接收器可以包括單極天線。該第一導電元件可以電耦合到第一開關。該第二導電元件可以電耦合到第二開關。該第一開關可以被配置成使該第一導電元件的一端斷開電連接，並且該第二開關可以被配置成使該第二導電元件的一端斷開電連接。該導管可以進一步包括控制器，該控制器被配置成藉由確定該第一導電元件或該第二導電元件中訊號的幅度及/或相位或訊號的幅度及/或相位的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該控制器可以是一或複數微處理器。
該材料可以是流體可滲透的材料。該第一導電元件和該第二導電元件可以是細長絲。該細長絲可以被電絕緣套圍繞。該第一導電元件和第二導電元件可以圍繞該導管長度的至少一部分螺旋纏繞。該第一導電元件和第二導電元件從該導管的一端延伸到該導管的另一端。該第一導電元件和第二導電元件僅延伸從該導管的一端到該導管的另一端的長度的一部分。該導管可以包括控制器及/或與控制器通訊，該控制器被配置成藉由確定該第一導電元件與該第二導電元件之間的電容或電容的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該導管可以是複合導管。該第一導電元件和第二導電元件形成該導管的壁的一部分。該第一導電元件和第二導電元件可以形成佈置在複合導管中的珠粒的一部分。替代性地，該第一導電元件和第二導電元件可以佈置在該導管中，使得該第一導電元件和第二導電元件可以在該導管內自由移動。該材料可以是蒸氣及/或液體可滲透的材料。該材料可以允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。該材料可以是具有極端親水性質的活化全氟化聚合物材料、親水熱塑性塑膠、可透氣熱塑性共聚酯、表現出可透氣特性的機織處理織物或親水聚酯嵌段共聚物中的一種或多種。該導管可以進一步包括被配置成使用毛細管作用移動水分的微結構。該蒸氣及/或液體可滲透的材料可以是介電材料。該導管進一步可以包括微結構，該等微結構被配置成跨該第一導電元件及/或該第二導電元件的一部分芯吸水分。該導管進一步可以包括開口，該等開口被配置成藉由毛細管作用在該第一導電元件與該第二導電元件之間輸送水分。該導管進一步可以包括芯吸材料，該芯吸材料被配置成在該第一導電元件與該第二導電元件之間輸送水分。該第一導電元件和該第二導電元件可以是帶狀導線。該第一導電元件和該第二導電元件可以包括在可滲透的、不可滲透的或部分可滲透的和不可滲透的珠粒內。該第一導電元件和該第二導電元件以及珠粒可以被共擠壓。該導管可以進一步包括導電網格。該第一導電元件與該第二導電元件之間的間距可以根據該導管內水分的存在及/或量而變化。該材料可以基於水分的存在使該第一導電元件與該第二導電元件接觸或分離。該材料可以包括開口、鎖孔、凹陷、通道及/或空隙，該開口、鎖孔、凹陷、通道及/或空隙被配置成允許該第一導電元件與第二導電元件之間的水分並且影響該第一導電元件與該第二導電元件之間的電容效應。該第一導電元件和該第二導電元件可以對接觸導管敏感。該材料可以包括在存在水分的情況下擴展或收縮的手風琴形狀，由此使該第一導電元件和該第二導電元件進一步分開或更靠近在一起。該材料可以基於水分的存在使該第一導電元件與該第二導電元件接觸或分離。
本揭露內容提供了一種可用於氣體供應系統中的加濕器系統，該加濕器系統包括：加濕器；導管，該導管包括導電元件；以及控制器，該控制器被配置成使用該導電元件監測訊號以至少部分地基於該訊號確定指示該導管中的水分的值。該訊號可以指示該導電元件的時間常數或諧振頻率。該訊號可以指示該導電元件的時間常數的變化或諧振頻率的變化。可以指示該導管中的水分的值對應於該導管的電感。指示該導管中的水分的值可以對應於該導管的電感的變化。該加濕器系統可以進一步包括諧振電路，其中，電感元件與電容元件並聯電連接。該諧振電路可以與該導電元件並聯電連接。該加濕器系統可以進一步包括訊號產生器。該控制器可以包括訊號產生器。該控制器可以包括一或複數硬體及/或軟體處理器。該諧振電路可以被調諧為在被該訊號充分激發時表現出諧振行為。該諧振電路可以被調諧為在被該訊號激發時表現出諧振行為，其中，該訊號已經被選擇用於激發該諧振電路。該控制器可以被配置成結合正常控制電源向該導電元件施加附加電力。該加濕器系統可以進一步包括AC電源。該加濕器系統可以進一步包括DC電源。該訊號可以指示該導電元件的溫度。該訊號可以指示該導電元件的溫度的變化。該訊號可以指示該導電元件附近的媒介的熱導率。該訊號可以指示該導電元件附近的媒介的熱導率的變化。該導電元件的溫度的變化可以是基本上線性的。該導電元件可以進一步包括熱敏電阻器。該導電元件可以進一步包括二極體。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接並且基本上鄰近該熱敏電阻器定位。該導電元件可以在該導管的珠粒內。該導電元件可以測量該訊號。該控制器可以被配置成在指示水分的值下降到低於第一臨界值時輸出警報。該控制器可以被配置成在指示水分的值超過第二臨界值時輸出警報。該警報指示不可接受的水分水準。該警報指示不可接受的水分水準。該控制器可以被配置成回應於指示該導管中的水分及/或濕度的值而自動減少呼吸氣體或吹入氣體的加濕。減少被遞送到該導管的濕度可以藉由減少加熱器板功率實現。該導管可以是複合導管。該導管可以包括蒸氣及/或液體可滲透的珠粒。該可滲透的珠粒可以允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。該可滲透的珠粒可以是具有極端親水性質的活化全氟化聚合物材料、親水熱塑性塑膠、可透氣熱塑性共聚酯、表現出可透氣特性的機織處理織物或親水聚酯嵌段共聚物中的一種或多種。該導電元件可以圍繞該導管的至少一段長度螺旋纏繞。該導電元件可以在該導管內、穿過該導管或圍繞該導管螺旋纏繞。該導電元件可以形成導管壁的一部分。該導電元件可以是感測導線。該導電元件可以是加熱器導線。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供位於該導管內、周圍或之上的導電元件以及測量時間常數、諧振頻率、時間常數的變化或諧振頻率的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供位於該導管內、周圍或之上的導電元件以及測量溫度或溫度的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種檢測用於運送加濕的氣體的導管中的水分之方法，該方法包括提供導電元件並且該導電元件位於該導管內、周圍或之上以及測量熱導率或熱導率的變化以指示該導管內的水分或冷凝物的量度。該方法使用本文揭露之任何導管實施方式中的導管。該方法使用本文揭露之任何加濕器系統中的加濕器系統。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少一電端子或焊盤，該至少一電端子或焊盤被配置成與導電元件電耦合，該導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一電連接器和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器，並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示包括該可移除吸氣導管的導電元件的電路的時間常數或諧振頻率的訊號。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少一電端子或焊盤，該至少一電端子或焊盤被配置成與導電元件電耦合，該導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一電連接器和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器，並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移除吸氣導管的導電元件的溫度的訊號。
本揭露內容提供了一種用於與呼吸加濕系統或外科手術加濕系統中的加濕器一起使用的盒，該盒包括：一或複數感測器，該一或複數感測器用於感測該加濕器的可移除加濕腔室中的氣體流的性質；第一電連接器，該第一電連接器被配置成與該加濕器的對應電連接器進行電連接；第二電連接器，該第二電連接器被配置成與吸氣導管的對應電連接器進行電連接，該吸氣導管可與該盒可移除地接合，其中，該第二電連接器可以包括至少一電端子或焊盤，該至少一電端子或焊盤被配置成與導電元件電耦合，該導電元件沿該吸氣導管的長度的至少一部分延伸；以及控制器，該控制器與該一或複數感測器以及該第一電連接器和該第二電連接器通訊地耦合。該盒可以可移除地附接到該加濕器，並且該控制器可以被配置成在使用中測量指示該可移動吸氣導管的導電元件附近的媒介的熱導率的訊號。
本揭露內容提供了一種可用於氣體供應系統中的加濕器，該加濕器包括加濕腔室，該加濕腔室被配置成對氣體供應進行加濕；吸氣導管連接器，該吸氣導管連接器被配置成與包括導電元件的吸氣導管連接；控制器，該控制器被配置成使用該導電元件監測訊號以至少部分地基於該訊號確定指示該導管中的水分的值。該訊號可以指示該導電元件的時間常數或諧振頻率。該訊號可以指示該導電元件的溫度。該訊號可以指示該導電元件附近的媒介的熱導率。該控制器可以包括訊號產生器。該控制器可以包括一或複數硬體及/或軟體處理器。該加濕器可以進一步包括本文揭露之任何導管實施方式中的導管。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括導電元件，其中，該導電元件被配置成提供對指示導管中水分的存在或量的時間常數或諧振頻率的測量。該導管可以進一步包括諧振電路，其中，電感元件與電容元件並聯電連接。該諧振電路可以在該導管的外部。該諧振電路可以被調諧為在被該訊號充分激發時表現出諧振行為。該諧振電路可以被調諧為在被該訊號激發時表現出諧振行為，其中，該訊號已經被選擇用於激發該諧振電路。該導電元件可以被配置成與訊號產生器並聯電連接。該導管可以進一步包括控制器，該控制器被配置成藉由確定時間常數、諧振頻率、時間常數的變化或諧振頻率的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該導電元件可以被配置成與該控制器並聯電連接。該控制器可以包括訊號產生器。該控制器可以包括一或複數微處理器。
本揭露內容提供了一種與呼吸氣體供應系統或外科手術氣體供應系統一起使用的導管，該導管包括導電元件，其中，該導電元件被配置成提供對指示導管中水分的存在或量的溫度或熱導率性質的測量。該導電元件可以進一步包括熱敏電阻器。該導電元件可以進一步包括二極體。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接。該二極體可以與該熱敏電阻器並聯電連接並且基本上鄰近該熱敏電阻器定位。該導電元件可以在該導管的珠粒內。該導管可以進一步包括控制器，該控制器被配置成藉由確定該導電元件的溫度及/或溫度的變化，及/或藉由確定該導電元件附近的媒介的熱導率及/或該導電元件附近的媒介的熱導率的變化來確定該導管內水分的存在及/或指示。該控制器可以被配置成結合正常控制電源向該導電元件施加附加電力。該控制器可以是一或複數微處理器。
本揭露內容可以應用於具有二導電元件的任何已知導管。該材料可以是流體可滲透的材料。該導電元件可以是細長絲。該細長絲可以被電絕緣套圍繞。該導電元件可以圍繞該導管長度的至少一部分螺旋纏繞。該導電元件從該導管的一端延伸到該導管的另一端。該導電元件僅延伸從該導管的一端到該導管的另一端的長度的一部分。該導管可以是複合導管。該導電元件可以形成該導管的壁的一部分。該導電元件可以形成佈置在複合導管中的珠粒的一部分。替代性地，該第一導電元件和第二導電元件可以佈置在該導管中，使得該第一導電元件和第二導電元件可以在該導管內自由移動。該材料可以是蒸氣及/或液體可滲透的材料。該材料可以允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。該材料可以是具有極端親水性質的活化全氟化聚合物材料、親水熱塑性塑膠、可透氣熱塑性共聚酯、表現出可透氣特性的機織處理織物或親水聚酯嵌段共聚物中的一種或多種。該導管可以進一步包括被配置成使用毛細管作用移動水分的微結構。該蒸氣及/或液體可滲透的材料可以是介電材料。該導管進一步可以包括微結構，該等微結構被配置成跨該導電元件的一部分芯吸水分。該導管進一步可以包括開口，該等開口被配置成藉由毛細管作用輸送水分。該導管進一步可以包括芯吸材料，該芯吸材料被配置成輸送水分。該導電元件可以是帶狀導線。該導電元件可以包括在可滲透的、不可滲透的或部分可滲透的和不可滲透的珠粒內。該導電元件和珠粒可以被共擠壓。該導管可以進一步包括導電網格。該導電元件可以對接觸導管敏感。
儘管主要關於呼吸輔助裝置和外科手術吹入器進行了討論，但應當理解，本申請提供的水分檢測揭露內容也可以應用於期望檢測水分的存在或程度的導管或加濕氣體運輸系統的其他醫療或非醫療用途。
儘管下面描述了某些實施方式和示例，但是熟悉該項技術者將認識到，本揭露內容擴展超出明確揭露的實施方式及/或使用以及其明顯的修改和等效物。因此，其旨在使本揭露內容的在此所揭露之範圍不應受到下面描述的任何特定實施方式的限制。例如，本揭露內容中提供的尺寸係示例並且不是限制性的。類似地，雖然主要關於呼吸加濕系統或外科手術加濕系統進行了描述，但本揭露內容適用於期望測量水分的任何管佈置。以下示例描述了對冷凝的存在以及視需要的特別是冷凝量及/或位置的檢測（例如，冷凝水或其他加濕液體），但是所揭露之方法和裝置可以替代性地或另外地應用於檢測氣體的濕度及/或導管系統內其他水分或流體的存在。
示例氣體供應系統
圖1示意性地展示了包括導管系統之示例呼吸輔助裝置，該導管系統包括一或複數導管103、117、患者介面115和Y形件135。呼吸輔助裝置可以是呼吸機、連續的、可變的或雙水準氣道正壓（PAP）系統或其他形式的呼吸治療，例如，高流量治療。
氣體可以如下在圖1的呼吸迴路中運輸。乾燥的或相對乾燥的氣體從氣體源105穿過乾燥線管157到加濕器107，該加濕器對乾燥氣體進行加濕。氣體源105可以是例如呼吸機或鼓風機。加濕器107經由埠111連接到導管（如吸氣管103）的端部109。吸氣管103視需要使用Y形件113通過患者介面115連接到患者101。視需要的呼氣導管（如呼氣管117）也藉由Y形件113連接到患者介面115。呼氣管可以被配置成將呼出的氣體從患者101移開。如圖1所展示的，呼氣管117將來自患者101的呼出氣體返回到氣體源105。替代性地，吸氣管103直接連接到患者介面115而無需Y形件113。在這種實施方式中，允許呼出的氣體直接流到周圍環境。
吸氣管103可以包括導電元件，如加熱器、感測器及/或水分檢測元件145。類似地，呼氣管117可以包括加熱器、感測器及/或水分檢測元件147。進一步地，Y形件113和患者介面115還可包括加熱器、感測器及/或水分檢測元件。如下面將進一步詳細解釋的，加熱器、感測器及/或水分檢測元件145、147可以是導線或絲。
如圖1的示例呼吸輔助裝置所示，乾燥的或相對乾燥的氣體通過排氣口119進入氣體源105。風扇121可以藉由經由排氣口119吸入空氣或其他氣體來改善進入氣體源105的氣流。風扇121例如可以是變速風扇，其中電子控制器123控制風扇速度。在一些實施方式中，電子控制器123還可以由第二電子控制器125控制，或反之亦然。
加濕器107可以包括加濕腔室129，該加濕腔室包含一定量的水130或其他合適的加濕液體。加濕腔室129可以從加濕器107移除。加濕腔室129可以包括與加濕器107上的加熱器板131接觸或相關聯的高導熱底座（例如，鋁底座）。
加濕器107還可以包括電子控制項。例如，在圖1中，加濕器107包括電子、模擬或數位控制器125。控制器125可以是執行儲存在相關聯記憶體中的電腦軟體命令的基於微處理器的控制器。回應於經由使用者介面133及/或整合感測器提供的濕度、溫度或其他回饋值，控制器125確定熱量、流量、壓力及/或用於向患者（本文中也被稱為使用者）提供加濕的氣體的其他變數。使用者介面133可以是一或複數硬體按鈕及/或顯示器或觸控式螢幕顯示器。顯示器可以向使用者提供音訊及/或視覺回饋。當檢測到冷凝時，可以向使用者提供任何數量的警報、警告、回饋、指導或指令以指示冷凝狀況的存在、程度或補救措施。例如，當檢測到冷凝時，使用者介面可以提供警報。使用者介面可以提供冷凝的視覺指示。使用者介面還可以提供用於指導使用者如何正確排出冷凝的動畫。
可以使用任何合適的患者介面。患者介面係廣義術語並且將為熟悉該項技術者給出其平常的和習慣的含義（即，其不侷限於特殊的或自訂含義）並且包括但不限於罩（如氣管罩、面罩和鼻罩）、氣管內導管、氣管切開插管、插管和鼻墊。溫度探針135可以併入或在Y形件113附近連接到吸氣管103，或直接連接到Y形件113或患者介面115。溫度探針135監測患者介面115附近或患者介面處的氣體流的溫度。加熱導線（如元件145）可以用於調整患者介面115、Y形件113及/或吸氣管103的溫度，以維持氣體流的溫度高於飽和溫度，由此減少不希望的冷凝的機會，及/或以最佳溫度遞送氣體用於患者治療（例如，在吸氣管的患者端部40°C及/或進行無創治療時在患者處37°C）。如圖1所示，呼出的氣體視需要經由呼氣管117從患者介面115返回到氣體源105。
圖1的系統可以容易地適用於涉及向使用者或患者供應加熱的及/或加濕的氣流的其他應用，包括但不限於腹腔鏡檢查等。這種應用可以使用替代性氣體、操作參數（例如，流量、壓力、溫度或濕度）和患者介面。進一步地，儘管關於單獨的呼吸機和加濕器系統示出，但應當理解，本揭露內容也可以與整合式呼吸機/鼓風機和加濕器系統一起使用。
圖1的系統還可以通過埠149向使用者提供氧氣（O
2）或O
2部分。圖1的系統可以從遠端源及/或藉由將大氣與來自該遠端源的進入的O
2混合來接收O
2。大氣與進入的O
2的混合可以藉由文丘裡管（Venturi）或位於氣體源105或加濕器107中的類似進口發生。
圖1B更詳細地展示了示例呼吸加濕器。除了下面所描述的差異之外，該加濕器在其他方面類似於圖1A所展示系統的加濕器107。
所展示的加濕器包括具有加熱器板、使用者介面和控制器的加熱器底座151；可移除且可更換的加濕腔室153；以及可移除且可更換的盒155。加濕腔室153由加熱器底座151接納，與加熱器板152熱接觸。
盒155容納電子裝置和一或複數感測器，該等感測器在使用中感測流經加濕腔室的氣體的一種或多種性質。在使用中，該等感測器可以設定在從盒凸出並穿過加濕腔室的進口或出口中的孔的探針上。該盒還包括電連接器，該電連接器與加熱器底座進行電連接用於與控制器通訊（例如，串列通訊）。如下面進一步詳細描述的，該盒可以進一步部分或全部容納被配置成確定或推斷吸氣管的電容或電容的變化並且經由電連接器將該電容或電容的變化傳送到控制器的電子裝置。因此，該盒較佳的是包括與（複數）感測器和控制器通訊耦合的微控制器。替代性地或另外地，部分或全部設定在加熱器底座內的控制器可以被配置成根據經由電連接從（複數）感測器接收的資料確定或推斷電容。
在使用中，接收來自氣體源的氣體流的乾燥線管157的出口與加濕腔室153的進口氣動連接，並且包括電動氣動連接器161的吸氣管159與盒電耦合並且與加濕腔室153的出口氣動耦合以向患者運送加濕的氣體流。電動氣動連接器與加濕腔室及/或盒形成可釋放且可鎖定的連接，並且包括釋放按鈕163。
在圖1C中進一步詳細示出的電動氣動連接器161包括分別與嵌入在吸氣管內的一對感測器導線173和一對加熱器導線175耦合的電端子或焊盤171，從而形成相應感測迴路和加熱迴路。該電動氣動連接器還包括與嵌入在電動氣動連接器161內的識別電阻器或其他識別元件電耦合的電端子或焊盤171，加濕器可以使用該等電端子或焊盤來識別與盒耦合的吸氣管的類型。如進一步詳細描述的，可以根據電隔離的加熱迴路與感測迴路之間的電容的測量來檢測吸氣導管內的水分。連接器可以進一步包括附加的導線或導體，該等附加的導線或導體被配置成單獨或與感測器導線或加熱器導線中的一或複數組合來檢測吸氣管內的水分。還可以包括對應的水分檢測端子或焊盤171。替代性地，附加的導線或導體可以替代識別電阻器或其他識別元件與「識別」端子或焊盤電耦合，並且可以視需要具有對於每個管模型唯一的預定電阻（或預定範圍內的電阻）、電容或諧振頻率。該佈置提供了識別和水分檢測的雙重功能。例如，加濕器可以使用具有特定電阻的水分檢測導線來將管識別為被配置用於電容性水分檢測，及/或啟用盒及/或加熱器底座的校準以使用該特定管模型進行水分檢測。
前述電動氣動連接器161的電端子或焊盤171被配置成與盒（圖1B的155）上的對應焊盤或端子電連接。因此，可以用包括檢測吸氣管中的水分所需的任何附加電子裝置及/或電焊盤或端子的替換盒改裝現有加濕器底座。類似地，如果需要，可以使用替換盒改裝所揭露之加濕器以與替代性吸氣導管相容。替代性地，電動氣動連接器和盒的電端子或焊盤可以佈置成使得所選「核心」端子或焊盤與二或更多不同盒的對應端子或焊盤電連接，而「視需要的」端子或焊盤僅與配置成使用該等連接的所選盒的特定端子或焊盤電連接。
在吸氣導管的遠（患者）端處，設定有電耦合到一對嵌入的感測導線的溫度感測器，從而形成感測迴路，並且加熱導線也彼此電耦合，從而形成加熱迴路。附加的（多條）導線或（複數）導體可以類似地在管的遠端處電耦合，然而這在至少一些實施方式中可能不是必需的。
盒可以進一步包括連接器及/或電纜，該連接器及/或電纜被配置成連接到呼氣導管（圖1A的147）的對應連接器以向（多條）呼氣加熱導線供電。在一些實施方式中，盒和呼氣導管可以替代性地或另外地被配置成檢測呼氣管中的水分，其中連接器及/或電纜提供所需的電連接。
圖2展示了可以在例如腹腔鏡手術中使用之示例外科手術吹氣設備。腹腔鏡插管207可以例如經由魯爾鎖連接器4連接到氣體遞送導管206。插管207可以用於將氣體遞送到手術部位，如患者2的腔內。插管207可以包括用於將氣體及/或一或複數外科手術器械引入到手術腔中的一或複數通道。外科手術器械可以是鏡、電烙術工具或任何其他器械。外科手術器械可以耦合到成像設備，該成像設備可以具有螢幕。該成像設備可以是外科手術堆疊的一部分，該外科手術堆疊可以包括多種外科手術工具及/或裝置。
加濕器腔室205可以視需要或較佳的是經由另外的導管204串聯連接到氣體供應器9。氣體供應器9可以向加濕器腔室205提供一種或多種吹入氣體，如二氧化碳。該氣體供應器可以提供連續氣體流或間歇氣體流。當氣體穿過加濕器腔室205時，該等氣體可以被加濕，該加濕器腔室可以包含一定量的水220。
併入加濕器腔室205的加濕器可以是任何類型的加濕器。加濕器腔室205可以包括塑膠形成的腔室，該腔室具有對其進行密封的金屬或其他導電基底。該基底在使用期間可以與加熱器板212接觸。包含在腔室205中的一定量的水220可以由加熱器板212加熱，該加熱器板可以在加濕器的控制器或控制裝置208的控制下。可以加熱腔室205內的一定量的水220使得該一定量的水蒸發，將水蒸氣與流經腔室205的氣體混合以加熱和加濕氣體。
控制器或控制裝置208可以容納在加濕器底座單元221中，該加濕器底座單元也可以容納加熱器板212。加熱器板212可以具有在其中的或與其熱接觸的電加熱元件。加濕器底座單元221及/或加熱器板212可以可移除地與加濕器腔室205接合。加濕器腔室205還可以替代性地或另外地包括完整的加熱器。
溫度感測器也可以位於出口209處或附近以監測從出口209離開加濕器腔室205的加濕的氣體的溫度。還可以視需要併入附加感測器，例如用於感測患者端處或沿氣體遞送導管206的任何地方的氣體的特性（如溫度、濕度、流量或其他）。溫度感測器可以通過氣體遞送導管206內、貫穿或圍繞該氣體遞送導管的感測器導線連接到控制器208。
氣體可以穿過加濕器的出口209排出並進入氣體遞送導管206。氣體可以經由插管207移動穿過氣體遞送導管206進入患者2的手術腔中，由此使腔內充氣並維持腔內壓力。較佳的是，離開加濕器腔室205的出口209的氣體的相對濕度可以為約100%。氣體沿氣體遞送導管206行進。與以上討論的所有各種示例加濕器系統一樣，可能發生「因雨而中斷」，使得水蒸氣可能凝結在氣體遞送導管206的壁上。冷凝物可能具有不期望的效應，如不利地降低遞送給患者的氣體的含水量。為了減少及/或最小化氣體遞送導管206內冷凝的發生，可以在氣體遞送導管206內、貫穿或圍繞該氣體遞送導管設定加熱器導線210。加熱器導線210可以例如藉由氣體遞送導管206的電氣氣動連接器電連接到加濕器底座單元221。
複合管
圖3A示出了示例複合導管或管301的一部分之側平面視圖。通常，複合管301包括第一細長構件303和第二細長構件305。構件係廣義術語並且將為熟悉該項技術者給出其平常的和習慣的含義，不侷限於特殊的或自訂含義並且包括但不限於整體部分、整體部件和差異部件。因此，儘管圖3A展示了由二不同的部件構成之實施方式，但是將理解的是，在其他實施方式中，第一細長構件303和第二細長構件305還可以表示由單一材料形成的管中的區。因此，第一細長構件303可以表示管的中空部分，而第二細長構件305可以表示管的為中空部分添加了結構支撐的結構支撐或增強部分。如在此描述的，中空部分和結構支撐部分可以具有螺旋配置。如以上描述的，複合管301可以用於形成任何類型的系統的吸氣管及/或呼氣管、如以下描述的同軸管、或者如在本揭露內容其他地方描述的任何其他管。
在此示例中，第一細長構件303包括中空主體和管腔307，該中空主體螺旋地纏繞以至少部分地形成具有縱向軸線LA—LA的細長管，該管腔沿著縱向軸線LA—LA延伸。在至少一種實施方式中，第一細長構件303係螺旋管狀構件。較佳的是，第一細長構件303係可撓性的。此外，第一細長構件303較佳的是係透明的或者至少係半透明或半透光的。透光度允許護理者或使用者檢查管腔307的堵塞或污染或者確認冷凝物的存在。各種塑膠（包括醫用級別塑膠）適用於第一細長構件303的主體。合適材料的示例包括聚烯烴彈性體、塊聚醚醯胺、熱塑性共聚酯彈性體、EPDM-聚丙烯混合物以及熱塑性聚胺酯。
第一細長構件303的中空主體結構有助於複合管301的絕緣性質。絕緣管301係令人期望的，因為如以上解釋的其防止了熱損耗。這可以允許管301將氣體從加熱器-加濕器遞送到患者，同時以最少的能耗改善熱損耗和冷凝。
第一細長構件303的中空部分可以視需要填充有氣體。氣體可以是空氣，空氣由於其低熱傳導性（在300K處為2.62 × 10
-2W/mK）以及非常低的成本而是令人期望的。還可以有利地使用比空氣更黏性的氣體，因為更高的黏性減少了對流熱傳遞。因此，如氬氣（在300K處為17.72 × 10
-3W/mK）、氪氣（在300K處為9.43 × 10
-3W/mK）和氙氣（在300K處為5.65 × 10
-3W/mK）等氣體可以提高絕緣性能。該等氣體中的每種氣體係無毒的、化學惰性的、抑制燃燒的並且可商購的。第一細長構件303的中空部分可以在管的兩端處被密封，導致內部的氣體基本上停滯。替代性地，中空部分可以是二級氣動連接件，如用於將壓力回饋從管的患者端輸送至控制器的壓力樣本線。第一細長構件303可以視需要係有穿孔的。例如，第一細長構件303的表面可以在與管腔307相對的向外表面上係有穿孔的。第一細長構件303的中空部分還可以視需要填充有液體。液體的示例可以包括水或具有高熱容量的其他生物可容性液體。例如，可以使用奈米流體。具有合適熱容量的示例奈米流體包括水和具有如鋁等物質的奈米顆粒。
第二細長構件305也可以螺旋地纏繞並且在第一細長構件303的相鄰線匝之間與第一細長構件303聯接。第二細長構件305形成細長管的管腔307的至少一部分。第二細長構件305充當第一細長構件303的結構支撐。
第二細長構件305可以視需要在底座處（管腔307附近）較寬並且在頂部處較窄。例如，第二細長構件的形狀可以是一般三角形的、一般T形的或者一般Y形的。然而，滿足相應第一細長構件303的輪廓的任何形狀係合適的。
第二細長構件305可以是可撓性的，以有助於彎曲管。第二細長構件305可以不如第一細長構件303那麼可撓性。這提高了第二細長構件305在結構上支撐第一細長構件303的能力。例如，第二細長構件305的模值較佳的是係30 Mpa至50 Mpa（或約30 Mpa至50 MPa）。第一細長構件303的模值小於第二細長構件305的模值。第二細長構件305可以是固體的或大部分固體的。另外，第二細長構件305可以包封或容納導電材料，如加熱元件、感測導線或天線。在一些實施方式中，第二細長構件305可以被擠壓。加熱元件（在本文中也被稱為加熱導線、加熱絲或絲）可以最小化可以在其上從充滿水分的空氣形成冷凝物的冷表面。加熱元件還可以用於改變複合管301的管腔307中的氣體的溫度曲線。感測導線可以與感測器（如溫度感測器）耦合，整合在管的遠端內或以其他方式設定在管的遠端處，在使用中提供測量結果，該等測量結果可以由氣體供應系統（如加濕器107）在回饋控制系統中用來調整由一或多條加熱導線或氣體供應系統的其他部件提供的熱量。各種聚合物和塑膠（包括醫用級別塑膠）適用於第二細長構件305的主體。合適材料的示例包括聚烯烴彈性體、塊聚醚醯胺、熱塑性共聚酯彈性體、EPDM-聚丙烯混合物、熱塑性聚胺酯、熱凝物和熱致變色材料。在一些配置中，第一細長構件303和第二細長構件305可以由相同的材料製成。第二細長構件305還可以由與第一細長構件303不同顏色的材料製成，並且可以是透明的、半透明的或不透明的。例如，第一細長構件303可以由透明塑膠製成，並且第二細長構件305可以由暗藍色（或其他顏色）塑膠製成。
此螺旋纏繞的包括可撓性中空主體以及整體支撐件的結構可以提供抗壓性，同時使導管壁足夠可撓性以准許在不扭結、咬合或塌陷的情況下短半徑彎曲。較佳的是，例如，如根據ISO 5367:2014（E）在藉由彎曲增加流動阻力的測試中所定義的，管可以繞25 mm直徑金屬柱體彎曲而不扭結、咬合或塌陷。此結構還可以提供基本上光滑的管腔307表面（管孔），該光滑的管腔表面幫助保持管免受沈積並且加快了氣流。中空主體已被發現用於改善管的絕緣性質，同時允許管保持輕質。然而在其他實施方式中，如下面所描述的，非光滑的管腔表面或管孔可能是較佳的。
如以上所解釋的，複合管301可以用作導管系統中的呼氣管及/或吸氣管，或者導管系統的一部分。
第一細長構件303和第二細長構件305（具有包封的加熱元件和感測導線）可以各自以雙螺旋佈置彼此相鄰地擠壓到旋轉心軸上以形成連續長度的管。可以將連續長度的管切割成適用於導管系統的任何期望的長度（在該過程中切斷加熱元件和感測導線）並在每一端處用適當的連接器終止。例如，吸氣導管的一端可以用腔室端連接器終止，用於與加濕腔室129氣動耦合並與加濕器107電耦合，並且另一端用患者端連接器終止，用於與Y形件135或患者介面115氣動耦合。患者端連接器可以包括整合溫度感測器，該整合溫度感測器與切斷的感測導線電耦合以形成感測電路。在患者端連接器處或附近，切斷的加熱元件也可以彼此電耦合以形成加熱電路。替代性地，加熱元件及/或感測導線可以由患者端連接器中的相應加熱端子及/或感測端子終止，用於與導管系統的另一部件電耦合。在腔室端連接器處，切斷的加熱元件和感測導線可以與整合在腔室端連接器內的相應加熱端子和感測端子電耦合。腔室端連接器可以被配置用於同時與加濕腔室129的出口氣動耦合並與加濕器107電耦合。替代性地，腔室端連接器可以包括電插座，例如，用於分別與加濕腔室129和加濕器107獨立地氣動耦合和電耦合。
在一些實施方式中，管可以進一步設定有一或複數中間連接器，如包括二極體的中點連接器，該二極體能夠藉由以第一極性或第二極性向加熱器導線供電來選擇性地加熱管的第一半長度或整個長度。中點連接器可以另外地或替代性地包括另外的感測器，如溫度感測器。替代性地，管的二或更多區域可以被配置成完全獨立於彼此被控制，使得可以選擇性地加熱及/或感測該等區域中的任何一或複數區域。
圖3B示出了圖3A的示例複合管301的頂部部分的縱向截面。圖3B具有與圖3A相同的取向。此示例進一步展示了第一細長構件303的中空主體形狀。如在此示例中所見，第一細長構件303形成封閉部分309的縱向截面。第一細長構件303的部分309覆蓋第二細長構件305的相鄰包裹物。第一細長構件303的部分311形成管腔壁（管孔）。
第一細長構件303的相鄰線匝之間的間隙313可以改善複合管301的整體絕緣性質。此外，相鄰氣泡之間的間隙313可以增加熱傳遞電阻率（R值）並且因此降低複合管301的熱傳遞傳導率。該間隙配置還藉由准許短半徑彎曲而提高複合管301的可撓性。如在圖3B中所示的T形第二細長構件305可以幫助維持相鄰氣泡之間的間隙313。然而，第一細長構件303的相鄰部分可以被配置為接觸。例如，相鄰部分可以結合在一起。在這種結合配置中，可以包括細長構件，如T形第二細長構件305或其他形狀的構件，該細長構件係水可滲透的或由芯吸材料製成，以便如下面進一步描述的在存在冷凝物的情況下改進電容測量。
一種或多種導電材料（在本文中被稱為「元件」、「導電元件」或「絲」）可以佈置在第二細長構件305中以用於加熱及/或感測氣體流。在該示例中，二元件315被包封在第二細長構件305中，各自在「T」的垂直部分的任一側上。元件315包括導電材料，如鋁（Al）及/或銅（Cu）的合金，或者導電聚合物。較佳的是，形成第二細長構件305的材料被選擇為當元件315達到其工作溫度時不與元件315中的金屬起反應。元件315可以背離管腔307間隔開，使得該等元件不暴露於管腔307。在複合管的一端處，元件對可以形成連接迴路。
複數元件可以佈置在第二細長構件305中。元件可以電連接在一起以共用共軌。例如，第一元件（如加熱元件）可以被佈置在第二細長構件305的第一側上。第二元件（如感測元件或導線）可以被佈置在第二細長構件305的第二側上。視需要的第三元件（如接地元件）可以被佈置在第一元件與第二元件之間。第一元件、第二元件及/或第三元件可以在第二細長構件305的一端處連接在一起。第三元件還可以被配置成耗散功率以加熱管及/或氣體，並且加濕器可以包括偏置發生器電路，該偏置發生器電路被配置成使得與第二細長構件305耦合的感測器能夠被讀取而不管加熱器導線是否通電。也可以有四條導線（兩條加熱導線和兩條感測導線），每對導線的相應端在管的遠端處電連接（或連續），使得加熱電路和感測電路彼此獨立。佈置可以包括一條、兩條、三條、四條或更多條導線。可以使用與複合管的氣動連接器分離或整合的電連接器將該等元件連接到氣體供應系統。如以下進一步詳細描述的，可以改變螺旋纏繞的導管的節距以增強導管的一些區域中的電容測量。
在其他實施方式中，管可以設定有一或複數附加導線或導電元件，通常被稱為電容導線，特別設定用於提供與另一導線或電路的電容耦合的目的。（多條）電容導線不必像加熱導線和感測導線通常那樣形成閉合迴路或電路。（多條）電容導線也不必延伸管的全長。在一些實施方式中，可以存在複數不同長度的（多條）電容導線，這可以允許檢測管內任何水分的大致位置。
在一些實施方式中，複合管301可以包括以四螺旋佈置纏繞的相應第一細長構件303和第二細長構件305對。特別地，感測導線可以設定在第二細長構件305之一中，而加熱導線和至少一條電容導線設定在另一第二細長構件305中，該等導線各自由一對第一細長構件303分隔開。可以較佳的是這種佈置以在加熱導線與電容導線之間提供依賴於水分的電容耦合，同時最小化可能影響感測器讀數的與感測導線的任何電容耦合。
複合管的以上描述並不意味著限制，而僅作為示例提供。應當理解，任何其他類型的導管都可以與本揭露內容的冷凝檢測一起使用。這包括在管壁及/或管腔中合併加熱、感測器及/或冷凝物檢測元件的任何設定尺寸、形狀或構造的管，如在管內自由浮動或懸掛（如圖3C所示）或附接到管內的一或複數位置的元件。如圖3C所示，管391包括壁393和浮動或懸掛元件395。如下面進一步詳細描述的，可以根據相鄰元件之間的電容變化檢測水分。不同的導管結構具有不同的性質，可以利用該等性質來增強該檢測。例如，螺旋纏繞元件（如以上關於圖3A至圖3B描述的加熱元件和感測導線）可以具有由於元件的長度而相對高的電容特性並且可以檢測導管壁上任何地方的冷凝物。另一方面，管內的浮動元件的優點在於其傾向於沈降在冷凝也可能積聚的導管底部處，這在一些佈置中可能是較佳的。浮動元件也不需要與管一起被擠壓，從而准許浮動元件的設計（例如，材料、製造方法及/或沿浮動元件的長度的尺寸變化）具有更大的靈活性。如熟悉該項技術者將理解的，有許多不同類型的管在使用並且在本領域內係已知的，該等管中任何一種都可以與本揭露內容一起使用。
冷凝檢測
基於電容和電感的冷凝檢測
當二或更多元件位於導管內時，該等元件之間可能存在寄生電容（電抗及/或電感）。儘管該寄生電容可能會對感測器測量產生負面影響，並且因此已採取措施來減輕寄生電容的影響（例如，如WO 2018116187A1中所討論的，該文獻藉由引用以其全文併入本文），但是已經發現寄生電容可能取決於導管內的水分，並且因此，寄生電容可以用作濕度、水分、流體及/或冷凝（為了簡潔起見，在本文中統稱為「冷凝」）的指示及/或量度。在一些實施方式中，電容的測量不需要將任何（複數）感測器暴露於導管中的氣體流動路徑，而在其他實施方式中，任何已知的感測器都可用於測量電容。藉由利用導管內現有的導電元件（例如，現有的加熱元件或感測器元件），該發現提供了用於在不對導管或氣體供應系統進行實質性改變的情況下檢測導管內冷凝的存在及/或量的廉價且準確的解決方案。替代性地，專門用於此目的的附加導體可以包含在管中。這可以允許管被設計成最小化與感測導線的寄生電容，及/或以其他方式增強對冷凝物的敏感性而不損害加熱導線及/或感測導線的性能。例如，加熱和水分檢測元件可以彼此緊鄰地設定，其中感測導線間隔開及/或嵌入在不可滲透的材料中。在另一種佈置中，管可以包括嵌入導管壁中的感測導線，以及在管腔內自由浮動的加熱元件和專用冷凝物檢測導線，如圖3C所示。在另一種佈置中，如以上所揭露之，感測導線可以設定在與四螺旋管中的加熱和水分檢測導線分離的第二細長構件305中。
二電隔離的導電元件之間的介電常數以及因此電容將根據元件之間的距離以及導管內壁表面上冷凝物的存在或量（或者，在蒸氣可滲透的壁的情況下，移動到壁內的單獨水分子的量）而不同。換句話說，如果元件處於固定距離，則導管的固有電容可以根據管中存在的冷凝的量和接近度而變化。元件分隔開的距離需要設計考慮，以便正確平衡元件使用。例如，元件應該足夠接近以創建可檢測的電容，又間隔足夠遠使得有足夠的水分變化來創建可檢測的電容變化。
儘管主要關於導線或絲（如加熱器導線或感測器導線）描述了導電元件（為簡潔起見，在本文中稱為「元件」），但應當理解，該等元件可以是物理導線以外的某物。例如，該等元件可以是導電板、聚合物、邊帶（tape）或帶（ribbon）、導電墨水、導電絲線或任何其他導電材料。
圖4A示意性地展示了導管壁401（這次包括相應的導電加熱和感測元件對415）以及存在於管內壁上的冷凝物407將如何影響任何兩條電絕緣的導線之間的介電質。在一些實施方式中，圖3A至圖3B中的細長構件305係珠粒405。例如在圖4A中，珠粒405係流體不可滲透的。因此，這種佈置中的冷凝物407與加熱元件和感測元件415相鄰而不是直接位於其間，但已經發現導致導電元件之間的寄生電容的可測量變化。替代性地或另外地，如下面進一步詳細描述的，可以修改珠粒405的輪廓以提高對冷凝物的敏感性，例如藉由在相鄰導電元件之間設定通道，該通道對管腔開放以在元件415中的二元件之間接納冷凝物407。
為了增加元件415之間的電容，可以以交替或交錯佈置的方式並排設定導線，即按照加熱-感測-加熱-感測的順序。可以替代性地使用其他佈置，如加熱-感測-感測-加熱或加熱-加熱-感測-感測。
圖4B示意性地展示了第二示例，其中珠粒405係蒸氣可滲透的及/或流體可滲透的。已經發現，蒸氣可滲透的材料增強了冷凝對導線之間的寄生電容耦合的影響，使得可以更精確地對該寄生電容耦合進行檢測。在一示例中，材料可以是蒸氣可滲透的，使得該材料允許水蒸發到環境空氣中，同時有效阻止液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。儘管通常不期望在吸氣管中使用蒸氣或流體可滲透的材料，因為該材料會降低遞送到患者的氣體的濕度，但如果該材料僅用於珠粒405，則氣體的這種乾燥將被最小化。進一步地，可以用不是蒸氣或流體可滲透的材料的另一種材料外部覆蓋該材料，以允許蒸氣或流體出於測量目的而滲透，但不允許蒸氣或流體洩漏到周圍環境。例如，在圖3B中，如果細長構件303的近端部分聯接在一起，則蒸氣或液體可滲透的細長構件305將不會洩漏到周圍環境。
珠粒405可以由例如以下材料中的一種或多種製作：具有極強親水性的活化全氟化聚合物材料（如NAFION品牌產品）、親水熱塑性塑膠、表現出可透氣特性的機織處理織物、親水聚酯嵌段共聚物（如SYMPATEX品牌產品）、可透氣熱塑性共聚酯（TPC）（如ARNITEL
®VT 3108）或允許水蒸氣蒸發到環境空氣中同時抑制或阻止液態水和呼吸氣體流到周圍環境的任何其他材料。使用這種材料，單獨分子409可以藉由擴散穿過珠粒，直接影響任何二電隔離的導線或元件之間的介電常數。由於管內壁上存在冷凝物，介電常數也將受到影響。應當注意的是，導線可以用護套絕緣以防止短路及/或腐蝕。
下文中並且貫穿本說明書，允許水分子經由溶液擴散機制穿過材料的整體壁，但不允許液態水大量通過或呼吸氣體大量流動一直穿過壁的材料被描述為「可透氣」材料。熟悉該項技術者應當理解，壁中的水分子以分子方式分散在媒介中，因此不具有狀態（固體、液體或氣體），儘管該等分子有時在本領域中被稱為蒸氣（例如，穿透速率通常被稱為水蒸氣穿透速率等）。應當進一步理解的是，整體壁不包含從一主表面到另一主表面的開放通道或通孔，使得病毒能夠經由孔流機制被攜帶與空氣或液態水滴一起穿過該等通道或孔。應當進一步理解，與所有聚合物一樣，呼吸氣體（如氧氣、二氧化碳或氮氣）的一些小分子運輸可能以痕量或微量（即，不是「大量」流）發生，對於如本文所限定的可透氣材料，這種小分子運輸的速率通常至少比水分子的速率低一數量級。此外，對於遞送到患者或從患者遞送的呼吸氣體特別相關，呼吸氣體的這種小分子運輸量將低於符合相關標準所允許的量，例如，在ISO 2367:2014第5.4節的洩漏測試中藉由附件E中闡述之方法進行的測試，該文獻藉由引用以其全文併入本文。
也可以使用導管內的其他元件結構。例如，元件不需要包含在導管的壁內，但可以允許在導管內浮動。在這樣的配置中，元件很可能停留在管的最低部分處的冷凝物中，這可以允許改進冷凝物檢測。進一步地，蒸氣及/或液體可滲透的材料可以用於包圍和聯接元件以改進冷凝物測量。替代性地，如圖3C所示，可以使用液體吸水、芯吸及/或親水性材料397（如棉花或開孔泡沫材料）包圍和聯接元件399以改進冷凝物測量。這種材料還提供了抑制冷凝物向感測器、患者或呼吸機流動的優點，其中冷凝物係最不期望的。另外地或替代性地，導管可以包括微結構（如通道）以藉由毛細管作用朝向及/或沿適當的測量元件運送液體冷凝物。下面關於圖8至圖18描述了該等結構的進一步示例。
管的內壁還可以具有開口（包括例如，凹陷、波紋、谷、方形通道及/或不同大小和形狀的起伏）以促使冷凝物在開口中積聚。例如，這可以包括平行或螺旋波紋或具有與相關元件相鄰的谷的縱向通道，使得冷凝物在其會影響元件之間的電容的地方積聚。這可以藉由減少冷凝流入患者介面的可能性來為患者提供安全，並且還可以提供特定的測量部位。
在一些實施方式中，可以藉由產生沿一或複數元件穿過管的訊號來執行電容測量。這用於由檢測器507檢測和測量依賴於該元件與一或複數相鄰元件之間的固有電容「C」的時間常數。該過程在圖5中示意性地表示。供應功率階躍變化或脈衝或一系列脈衝可以用作產生的訊號來測量電容的變化。該等測量可以與溫度傳感測量或加熱導線使用中的一者或兩者同時發生或交錯。也可以藉由任何已知的測量或確定電容之方法來測量電容。
圖5A示意性地展示了訊號產生器501、導管系統503、電阻器R 505和檢測器507。訊號產生器501、電阻器505和檢測器507通常整合在與導管系統503電連通的加濕器內，如在以上所描述的盒及/或加熱器底座中。導管系統503由可變電容器C表示。導管系統的導電元件也將具有其自己的電阻，例如由加熱器、感測器及/或電容測量元件所引起，但為了清楚起見省略了這一點。元件和電阻器R 505的串聯電阻連同導管系統503的電容C形成具有特徵時間常數的電路。時間常數可以在數學上表示為τ = RC，其中τ表示通過電阻器對電容充電（從初始充電電壓零充電到施加電壓的大約63.2%（1 - e
-1））所需的時間，或通過相同的電阻器將電容器放電至其初始充電電壓的大約36.8%（e
-1）所需的時間。如果電阻R與元件電阻相比非常大，則元件電阻可以忽略不計，並且近似時間常數τ將等於電阻R乘以導管電容C。如果電阻R係常數，則時間常數與導管的電容成正比。
電容將根據導管中冷凝物的量而變化。可以藉由導管設計將導管中的電容與冷凝物的量配置為正相關。因此，可以從指示電容的測量值（如時間常數τ）與預定臨界值的比較來推斷導管中冷凝物的存在。替代性地或另外地，可以從指示電容的測量值的絕對測量結果來推斷導管中冷凝物的近似量。替代性地或另外地，可以藉由比較指示電容隨時間變化的值的二或更多測量結果來推斷水目前係在管中冷凝還是蒸發。
電阻器R兩端的電壓
V
R 為：
[1]
V
R ＝
V
ine
‒ t/RC 其中，R係電阻器的值，C係管的電容，並且
V
in 係訊號產生器輸出。
還可以看出：
[2]
V
in ＝
V
C ＋
V
R [3]
V
R ＝
V
in －
V
C
可以藉由任何合適的方式測量電阻器R兩端的電壓，例如藉由使用檢測器，該監測器的輸出可以藉由使用微控制器的通用輸入/輸出（GPIO）引腳讀取。另外地或替代性地，如快速傅裡葉變換（FFT）等頻域技術可以用於推斷電容。例如，訊號產生器501可以被配置成產生特定頻率的訊號。在任何給定頻率下，電容將展現出阻礙電流流動的電抗X
C，其中
X C ＝ 1/(2
πfC)並且
f係頻率。導管系統503和電阻器R 505然後形成分壓器，由此檢測器507可以被配置成檢測表示特定電容或冷凝水準的特定電壓水準。
替代性地，管電容可以包含在RC振盪器電路中以確定冷凝的存在及/或量。圖5B係示例RC振盪器電路，儘管可以使用任何可比較的RC振盪器電路，但圖5B中的示例RC振盪器電路可以具有電連接在一起的可變管電容
C511、振盪器電阻器
R513、運算放大器515、第一電阻器517和第二電阻器519。振盪器電路可以電連接到頻率感測器。頻率感測器可以位於加熱器底座、外部附件、感測器盒、中間管連接器中或在管本身內。
頻率感測器將確定振盪器電路的輸出頻率。例如，頻率感測器可以藉由計數固定時間視窗內出現多少個脈衝來測量振盪器輸出的頻率，該頻率進而可以用於確定振盪器電路的頻率。振盪器電路的輸出頻率可以與可變管電容的變化成正比——具體地，如果電容增加，則振盪頻率將降低，如下面的等式所示，其中
k係表示電阻器R1與R2之間比率的常數。
[4]
管電容將根據管中冷凝物的量而變化。可以從指示電容的測量值（如頻率
f）與預定臨界值的比較來推斷管中冷凝物的存在。替代性地或另外地，可以從指示電容的測量值的絕對測量結果來推斷導管中冷凝物的近似量。替代性地或另外地，可以藉由比較指示電容隨時間變化的值的二或更多測量結果來推斷水目前係在管中冷凝還是蒸發。
替代性地，可以將固定電感器添加到電路中，並且從電阻器-電感器-電容器（RLC）或電感器-電容器（LC）電路的諧振頻率計算或推斷出電容。在基於電感的檢測系統中，可以測量呼吸管中一或多條導線的電感以檢測冷凝的存在。例如，呼吸管的珠粒（例如，圖4A的珠粒405）中的嵌入的導線可以被配置成充當電感器。電感器的電感係電感器核心記憶體在的媒介的滲透率的函數。空氣和水具有不同的相對滲透率，因此呼吸管的可以在一端測量的電感可能由於呼吸管內水分含量的變化而變化。
圖6係示例基於電感的冷凝檢測系統，其示意性地展示了LC型電路600，該電路可以具有電連接到第二部件610的第一部件601。第一部件601可以被建模為第一電感器
L
tube 603與第一電容器
C
tube 602並聯。第二部件可以被建模為第二電感器
L
tank 611與第二電容器
C
tank 613、激勵器模組615（例如，感測器）和控制器617並聯。在一些實施方式中，第一電感器
L
tube 603、第一電容器
C
tube 602、第二電感器
L
tank 611、第二電容器
C
tank 613或其任何組合係實際的電部件，如電感器和電容器。在一些實施方式中，第一電感器
L
tube 603、第一電容器
C
tube 602、第二電感器
L
tank 611、第二電容器
C
tank 613或其任何組合係固有電容或電感的結果。第二電感器
L
tank 611與第二電容器
C
tank 613的組合可以被稱為係諧振槽（resonant tank）、諧振電路、儲能電路（tank circuit）、調諧電路、LC網路或LC振盪器或在被激發時將展現出諧振行為的電感器與電容器的任何其他並聯組合。諧振槽可以電連接到激勵器模組615，該激勵器模組進而電連接到控制器617。
在一些實施方式中，第二部件610在板上並且可以位於加濕器加熱器底座中（例如，圖1B的加熱器底座151），而第一部件601在板外並且可以在管中（例如，圖1B的吸氣管159）。如此，諧振槽可以位於加濕器加熱器底座中並且與嵌入的導線之一和激勵器模組615並聯連接。可以藉由能量注入來激發諧振槽。能量注入的一示例係電流的階躍變化，該階躍變化可以由激勵器模組615在控制器617的方向上注入。因此將觀察到以被稱為「諧振頻率」（
ω）的頻率發生的電流和電壓的振盪。
替代性地，諧振槽、激勵器模組615、控制器617或諧振槽、激勵模組615和控制器617的任何組合可以位於外部附件、感測器盒、中間管連接器中或管本身內。
在一些實施方式中，第一部件601和第二部件610未電連接。例如，諧振槽可以不電連接到第一部件601，而是可以包括圍繞管纏繞的單獨的導線。這可以為諧振槽產生高電感。在一些實施方式中，諧振槽的單獨導線實施方式係在管壁內，但在珠粒外部。
諧振頻率取決於電路中的電感和電容。
L
tank 和
C
tank 係已知的並且藉由設計固定的；因此，可以從第一電感器
L
tube 或第一電容器
C
tube 的變化來推斷諧振頻率的變化。
系統的諧振頻率（
ω）可以由藉由以下運算式確定的整體系統電感
L和整體系統電容
C來確定：
[5]
[6]
並且
C＝
C
tube ＋
C
tank
如其中
L
tank 和
C
tank 係已知的並且藉由設計固定的以上等式中所見，諧振頻率受
L
tube 或
C
tube 兩者的影響。如果
L
tube 比
C
tube 大得多（例如，一或複數數量級），則因此
L
tube 係管模型中的主導元素。測得的諧振頻率的變化可以與
L
tube 的變化相關聯並且
C
tube 可以被忽略。
由於電感與滲透率有關係並且水的滲透率比空氣的滲透率低，因此當管內冷凝物的量增加時，
L
tube 會減小。這將反映在測得的諧振頻率中，該諧振頻率將相應地增加。
L
tube （忽略
C
tube ）的正確運算式為：
[7]
由於除
ω和
L
tube 之外的所有參數皆為固定的，因此如果
L
tube 減小，則
ω必須增加。
替代性地，如果
C
tube 比
L
tube 大得多（例如，一或複數數量級），則因此
C
tube 係管模型中的主導元素。測得的諧振頻率的變化可以與
C
tube 的變化相關聯並且
L
tube 可以被忽略。
由於電容與電容率（permittivity）有關係，並且水的電容率比空氣/珠粒材料的電容率高得多，因此
C
tube 在存在水分的情況下會增加。這將反映在測得的諧振頻率中，該諧振頻率將相應地減少。忽略
L
tube ，
C
tube 可以近似為：
[8]
在這種情況下，僅
ω和
C
tube 會變化，因此諧振頻率會隨管電容的增加而減小。
在一些實施方式中，管可以被配置成使得
C
tube 比
L
tube 大得多。在一些實施方式中，管可以被配置成使得
L
tube 比
C
tube 大得多。
將諧振槽與任何嵌入的管導線並聯連接以測量管電感從而對LC槽的整體電感做出貢獻，這利用了細長線圈和水的固有電感，以及特別是當諧振槽由激勵器模組615主動激發時，該細長線圈和水的存在將如何影響諧振槽的諧振頻率。
藉由測量諧振槽的諧振頻率，其中電感包括已知的標稱值
L
tank 和未知的
L
tube 或
C
tube （無論哪一都被配置為大得多）以及已知的標稱值
C
tank ，執行加濕的設備的控制器可以確定
L
tube 或
C
tube 的近似值，該等值因管中冷凝的存在而變化。因此，
L
tube 或
C
tube 的值及/或
L
tube 或
C
tube 如何隨時間變化可以提供冷凝存在及/或管中冷凝物的量的指標。
第一電感器
L
tube 603和第一電容器
C
tube 602中的任一或兩者可以是用於為第一部件601提供必要的電感及/或電容的元件的組合。在一些實施方式中，第二電感器
L
tank 611和第二電容器
C
tank 613中的任一或兩者可以是用於為第二部件610提供必要的電感及/或電容的元件的組合。
在一些實施方式中，激勵器模組615（例如，感測器）不是第二部件610的一部分，而是激勵器模組615係第一部件601的一部分。在其他實施方式中，激勵器模組615係可選的並且可以不是第二部件610或第一部件601的一部分。
在一些實施方式中，LC電路600係RLC電路。
在一些實施方式中，可以採用用於測量諧振頻率的替代性設備或電路來代替激勵器模組615、控制器617或其組合。示例替代方案包括以下各項或類似的設備和電路或其組合中的任一者：數位訊號處理器和模擬運算放大器電路。
基於電阻的檢測
水和冷凝物也可能比珠粒材料更具導電性。如此，可以在管導線的某些片段或位置處測量電阻以確定是否存在冷凝。
圖7A係基於電阻的冷凝檢測系統的示例示意圖，其示意性地展示了位於珠粒710中的第一檢測導線701和第二檢測導線703。在一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703可以是相同的導線，也可以是不同的導線。水分可以被吸收到珠粒710中，這可以在第一檢測導線701與第二檢測導線703之間產生低電阻路徑707，這將允許電流705在第一檢測導線701與第二檢測導線703之間流動。電流705可以被認為係洩漏電流。第一檢測導線701和第二檢測導線703連接到一或複數感測器，該等感測器可以測量第一檢測導線701及/或第二檢測導線703上的電阻或電流。
在一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703在珠粒710內彼此並行行進。在一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703在珠粒710內彼此並行行進，使得第一檢測導線701和第二檢測導線703距珠粒的中心或中心線的距離相等。在一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703在珠粒710內彼此並行行進，使得第一檢測導線701和第二檢測導線703距珠粒的中心或中心線的距離不相等。
在一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703未電連接到珠粒710一端處的任何其他導線或部件，因此這兩種檢測導線在珠粒的一端處將是開路的，從而不允許電流沿第一檢測導線701和第二檢測導線703流動。
當在第一檢測導線701與第二檢測導線703之間的一位置或複數位置處存在更多水分時，一或複數感測器將在第一檢測導線701及/或第二檢測導線703上測量更多電流。
一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703可以是加熱器導線、熱敏電阻導線或珠粒710中的任何其他導線。
圖7B係基於電阻的冷凝檢測系統的示例示意圖，其示意性地展示了位於珠粒710中的第一組檢測導線721、第二組檢測導線723和第三組檢測導線725。水分可以被吸收到珠粒710中，這可以在一組檢測導線之間產生低電阻路徑，這將允許電流在該組檢測導線之間流動。例如，水分可以被吸收到珠粒710中，這在第一組檢測導線721之間產生低電阻路徑，使得電流在第一組檢測導線之間流動。
在一些實施方式中，水分可以被吸收到珠粒710中，這可以在不同組檢測導線中的一或複數檢測導線之間產生低電阻路徑，這將允許電流流動。例如，水分可以被吸收到珠粒710中，這在第一組檢測導線721中的一條導線與第二組檢測導線723中的另一條導線之間產生低電阻路徑，使得電流流動。
在一些實施方式中，第一檢測導線701和第二檢測導線703未電連接到珠粒710一端處的任何其他導線或部件，因此這兩種檢測導線在珠粒的一端處將是開路的，從而不允許電流沿第一檢測導線701和第二檢測導線703流動。
在一些實施方式中，第一組檢測導線721的長度不同於第二組檢測導線723的長度。在一些實施方式中，第二組檢測導線721的長度不同於第三組檢測導線723的長度。例如，第一組檢測導線721可以行進珠粒710的長度的三分之一，第二組檢測導線723可以行進珠粒710的長度的三分之二，並且第三組檢測導線725可以行進珠粒710的整個長度。任何一組檢測導線可以是沿珠粒710或珠粒710的一部分的任何長度。
在一些實施方式中，第一組檢測導線721中的一條導線的長度與第一組檢測導線721中的另一條導線的長度不同。例如，第一組檢測導線721中的一條導線可以行進珠粒710的長度的三分之一，而第一組檢測導線721中的另一條導線可以行進珠粒710的長度的三分之二。任何一組檢測導線可以是沿該部分的任何長度。一組檢測導線中的任何導線可以是沿珠粒710或珠粒710的一部分的任何長度。
在一些實施方式中，較長的一組檢測導線可以沿其長度對較短的一組檢測導線的長度絕緣，這將防止或減輕電流沿該較短的一組的檢測導線的長度在不同組的導線之間流動。例如，第二組檢測導線723具有沿第二組檢測導線723的長度對第一組檢測導線721的長度的絕緣731，並且第三組檢測導線725具有沿第三組檢測導線725的長度對第二組檢測導線723的長度的絕緣731。這種絕緣可以是任何形式的水分絕緣。水分絕緣的示例可以包括珠粒710中水不可滲透的膜或材料層，或者珠粒710中吸收水分少於珠粒710的其他部分的膜或材料層。
在一些實施方式中，有超過三組檢測導線位於珠粒710中。在一些實施方式中，有少於三組檢測導線位於珠粒710中。
在一些實施方式中，第一組檢測導線721、第二組檢測導線723和第三組檢測導線725的任何組合中的任何檢測導線可以是加熱器導線、熱敏電阻導線或珠粒710中的任何其他導線。
應當理解，檢測導線可以多於或少於三組。還應當理解，第一組檢測導線721、第二組檢測導線723和第三組檢測導線725的以上描述可與任何其他組檢測導線互換。
基於短路的檢測
另外地，水或冷凝可能在某個臨界值處導致一條導線或多條導線之間的電短路。這可能發生，因為水或冷凝可能比珠粒材料更具導電性。圖8A係基於短路的冷凝檢測系統的示例示意圖，其示意性地展示了通過管內壁810暴露於導管的管腔811的一或多條檢測導線801，其中，一或多條檢測導線801電連接到加熱器底座或感測器盒中的電源和測量部件。一或多條檢測導線801可以具有暴露於導管的管腔811的一或複數部分813。在一些實施方式中，暴露部分813從一或多條檢測導線801凸出到導管的管腔811中。一或多條檢測導線801可以在整個管上間隔開管的整個長度或僅管的長度的一部分。在一些實施方式中，一或多條檢測導線週期性地間隔開。一或多條檢測導線801可以電連接到電源。在一些實施方式中，與一或多條檢測導線801電連接的電源係一或複數離散電源。
一或多條檢測導線801的一或複數暴露部分813可以用於檢測冷凝。例如，一或多條檢測導線801可以有一或複數暴露部分813，該等暴露部分通常提供100 MΩ的測量電阻。然而，當暴露部分813中的一或複數一起被水分短路時（例如，在潛在短路位置815處），測量電阻可能下降到90 MΩ或更低。替代性地，測量電流可能會變化以示出可能因冷凝而形成的短路。潛在短路位置815可以在不同檢測導線801的一或複數暴露部分813之間或在同一檢測導線801的複數暴露部分之間。此類短路位置815可以用於沿管的長度檢測冷凝。在一些實施方式中，一或多條檢測導線801的一或複數暴露部分813可以被配置成檢測管的橫截面中的水分，例如藉由使一或複數暴露部分沿管具有相等長度或接近相等長度。
一或多條檢測導線801可以用於精確地尋找冷凝所在的位置。例如，沿兩條檢測導線801可能存在電阻下降。這可能意味著在兩條檢測導線中的一或複數暴露部分813周圍及/或之間存在冷凝，從而導致短路。
替代性地，一或多條檢測導線801可以是加熱器導線、熱敏電阻導線或管中的任何其他導線中的一種或組合。
圖8B係基於短路的冷凝檢測系統的示例示意圖，其示意性地展示了珠粒830中的檢測導線821，其中，檢測導線821電連接到加熱器底座或感測器盒中的電源和測量部件。檢測導線821可以具有一或複數暴露於珠粒通道831的部分833。在一些實施方式中，暴露部分833從檢測導線821凸出到珠粒通道831中。檢測導線821可以穿過珠粒830行進管的整個長度或僅管的長度的一部分。例如，檢測導線821可以有一或複數暴露部分833，該等暴露部分可以提供100 MΩ的測量電阻。然而，當暴露部分833中的一或複數一起被水分短路時（例如，在潛在短路位置835處），測量電阻可能下降到90 MΩ或更低。潛在短路位置835可以使彼此串聯或並聯的一或複數暴露部分833短路。替代性地，測量電流可能會增加。
水或冷凝比空氣更具導電性。類似地，水或冷凝可能比珠粒材料更具導電性。這將允許水或冷凝在暴露部分833處使檢測導線821的電路部分或完全短路，由此在用於檢測水或冷凝的測量部件處減小測量電阻或增大測量電流。
珠粒830可以具有冷凝分流通道（例如，將在後面描述的圖15的一或複數開口903）。檢測導線821的片段可以週期性地暴露於通道內部。在一些實施方式中，檢測導線可能不是完整的電路（例如，在患者端開路）。因此，當水分被轉移到珠粒通道中時，水可以完成檢測導線的暴露部分之間的電路。這可以藉由測量導線電阻或電流來檢測，在珠粒通道中沒有冷凝的情況下，該電阻可能非常高，除非電路完整，否則該電流可能非常低。
在一些實施方式中，基於電阻的冷凝檢測系統還可以藉由測量由一或多條檢測導線801、821測量的電阻或電流的變化來檢測存在多少水或冷凝。
如果一或複數檢測點位於管中冷凝傾向於相當高的已知點處（例如在可能會下垂而導致冷凝物聚集的管中間點處），則基於電阻的冷凝物檢測系統可能有用。由於加濕器和管佈置在患者的床邊，管可能會下垂。
替代性地，檢測導線821可以是加熱器導線、熱敏電阻導線或珠粒830中的任何其他導線中的一種或組合。
基於射頻（RF）衰減的檢測
水和冷凝係高頻訊號的不良傳播媒介。該屬性可以用於檢測呼吸管中是否存在冷凝。
圖9A係基於RF衰減的冷凝檢測系統的示例示意圖，其示意性展示了感測器盒901、發射器911（Tx）和接收器913（Rx）。感測器盒901可以具有控制器903、訊號產生器905和訊號測量部件907。
在圖9A的示例示意圖中，控制器903電連接到訊號產生器905和訊號測量部件907。訊號產生器905電連接到發射器911。訊號測量部件907電連接到接收器913。
控制器903可以指示訊號產生器905產生要由發射器911發射的訊號915。訊號915然後由接收器913接收並且然後在訊號測量部件907處被測量。一旦訊號915被測量，訊號測量部件907就可以將訊號915的測量資訊傳送到控制器903以確定如何回應。當冷凝被引入發射器911與接收器913之間的傳輸路徑時，當接收器913接收到訊號915時，冷凝會導致該訊號的訊號衰減顯著增加。當訊號通過媒介傳播時，衰減係訊號幅度或強度的降低。因此，接收器913處接收的訊號將是訊號915的衰減版本。可以藉由測量接收到的訊號的幅度來檢測發射器911與接收器913之間水的存在。接收到的訊號的幅度還可以用於確定發射器911與接收器913之間存在多少水或冷凝。
訊號的頻率可以涵蓋很寬的頻譜，即通過水或冷凝進行傳輸會使訊號衰減的任何頻率。例如，這可以包括30 Hz - 300 GHz的頻帶。在一些實施方式中，訊號具有在1 Mhz - 100 MHz頻帶中的頻率。在一些實施方式中，訊號的頻率為大約10 MHz。在大約10 MHz處，發射器911和接收器913的天線的長度可以是訊號波長的四分之一。四分之一波長天線可以用於諧振，這可以最大化發射的訊號915的功率，並且因此最大化接收的訊號的功率。在一些實施方式中，水的諧振頻率（約2.45 GHz）係訊號915的頻率。使用水的諧振頻率可能會在接收器天線處產生最低的訊噪比，這也可能會增加對冷凝變化的敏感性。
訊號產生器905可以是任何合適的高頻訊號產生器。類似地，訊號測量部件907可以是任何合適的高頻換能器，如AM接收器、RF整流器電路或RF取樣ADC。
在一些實施方式中，控制器903、訊號產生器905和訊號測量部件907的任何組合可以位於底座中（例如，圖1B中的底座151）或呼吸管的一部分中（例如，圖1B中的呼吸管159）。
圖9B提供了在基於RF衰減的冷凝檢測系統中具有包括加熱器導線922和熱敏電阻導線924的嵌入導線的管珠920的示例橫截面。在該示例中，射頻訊號由訊號產生器（例如，圖9A的訊號產生器905）注入到加熱器導線922中，使加熱器導線922充當訊號926的發射器。熱敏電阻導線924充當訊號926的接收器並且將該訊號運載到訊號測量部件（例如，圖9A的訊號測量部件907）。
在圖9B的示例實施方式中，加熱器導線922與熱敏電阻導線924相鄰。在一些實施方式中，加熱器導線922和熱敏電阻導線924不是相鄰的導線。
圖10A係基於RF衰減的冷凝檢測系統的示例示意圖，該系統使用加熱器導線1011作為發射器（例如，圖9A的發射器911）並且使用熱敏電阻導線1013作為接收器（例如，圖9A的接收器913）。圖10A示意性展示了感測器盒1001、加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013。感測器盒1001可以具有訊號產生器1003、濾波器1005和訊號測量部件1007。
在圖10A的示例示意圖中，訊號產生器1003電連接到加熱器導線1011。熱敏電阻導線電連接到濾波器1005，該濾波器進而電連接到訊號測量部件1007。訊號產生器1003、濾波器1005和訊號測量部件1007電連接到感測器盒1001中的其他部件或加濕器的其他部件。
訊號產生器1003產生由加熱器導線1011傳輸的訊號1015。然後訊號1015由熱敏電阻導線1013接收。加熱器導線1011用作發射器並且熱敏電阻導線1013用作接收器，如關於圖9A所描述的。接收到的訊號然後可以由濾波器1005進行濾波以消除除了由訊號產生器1003產生的一或複數頻率之外的無關頻率，使得在訊號測量部件1007處僅測量訊號1015的衰減版本。示例濾波器可以是高通濾波器或帶通濾波器。濾波器還可以被配置成過濾掉市電頻率，其中，市電頻率係指市電的頻率。市電係來自牆壁/插頭插座或電網的電力。
如關於圖9A所描述的，接收到的訊號的幅度可以用於檢測加熱器導線1011與熱敏電阻導線1013之間水的存在或確定其間存在的水或冷凝的量。
加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013可以是與其他導線分離的用於在珠粒中承載訊號的導線。在一些實施方式中，加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013不是用於在珠粒中承載訊號的分離的導線。
在一些實施方式中，沒有濾波器1005。如此，訊號測量部件1007測量熱敏電阻導線1013上的任何訊號。在一些實施方式中，可能存在用於將加熱器導線訊號與其他RF訊號分離及/或將熱敏電阻導線訊號與其他RF訊號分離的附加濾波器或替代性濾波器配置。這允許區分加熱器導線及/或熱敏電阻導線上的冷凝檢測訊號與其他RF訊號，如用於除冷凝檢測之外的目的的訊號。
在圖10A中，加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013兩者電連接到感測器盒1001及/或加濕器。如此，加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013兩者形成環形天線。該實施方式可以適用於發射和接收較低頻率的訊號1015，因為環形天線可以在低於30 MHz的頻率下有效。
訊號產生器1003可以是來自用於加熱器導線1011或熱敏電阻導線1013上的其他訊號的訊號產生器的離散訊號產生器。
圖10B係類似於圖10A的基於RF衰減的冷凝檢測系統的示例示意圖。再次，加熱器導線1011用作發射器並且熱敏電阻導線1013用作接收器。然而，在圖10B的示例實施方式中，採用開關1004、1008將加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013中的每一的一端與加濕器或感測器盒1001的其他部分斷開連接。藉由斷開加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013中的每一的一端，形成單極天線。在一些實施方式中，由加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013形成的單極天線係四分之一波長單極天線。開關1004、1008位於以下各項中的任一項中：加熱器底座、感測器盒、該導管、外部部件或中間連接器。具有區域加熱的新生氣泡管係示例中間連接器。
參考圖9B，加熱器導線1011與熱敏電阻導線1013相鄰。在一些實施方式中，加熱器導線1011和熱敏電阻導線1013不是相鄰的導線。
在一些實施方式中，開關1004、1008、訊號產生器1003、濾波器1005和訊號測量部件1007的任何組合位於底座（例如，圖1B中的加熱器底座151）或加濕器的其他部分（例如，圖1B中的盒155）中。在一些實施方式中，開關1004、1008、訊號產生器1003、濾波器1005和訊號測量部件1007的任何組合位於呼吸管中（例如，在圖1B中的吸氣管159的中間點處）。在一些實施方式中，開關1004、1008、訊號產生器1003、濾波器1005和訊號測量部件1007的任何組合位於可附接到底座或管的盒（例如，圖1B中的盒155）中。在一些實施方式中，開關1004、1008、訊號產生器1003、濾波器1005和訊號測量部件1007的任何組合位於底座與管兩者之間。
基於熱的檢測
某些媒介或媒介特性會影響熱傳遞的效率及/或量級。水的熱導率可能與珠粒材料的熱導率不同。類似地，水的比熱容可能不同於珠粒材料的比熱容。水與珠粒材料的熱導率的差異及/或比熱容的差異可以用於檢測呼吸管中是否存在冷凝。當珠粒周圍及/或中出現冷凝時，嵌入的管導線對之間的熱傳導可以得到改善。
圖11A係兩條導線之間的熱導率的示例圖。圖11A展示了熱敏電阻導線1113、加熱器導線1111和表示加熱器導線1111與熱敏電阻導線1113之間的距離的半徑r 1117。
在存在線性熱源的情況下，熱導率與溫度變化率之間的關係如下所表示：
[9]
溫度
T係半徑
r和時間
t的函數，其中
λ係熱導率，
係線性熱源的比熱輸出，γ係歐拉常數並且
a係熱擴散率。
給定固定的半徑
r，可以在二離散的時間點處測量溫度T，並且可以很容易地計算出溫度變化，而無需瞭解熱擴散率或實際半徑：
[10]
重排熱導率：
[11]
此步驟需要假設對流熱損失為零，如果在線性區內進行測量，則該假設將是準確的。存在其中溫度T的變化與ln(t)的變化呈線性關係的區。該線性區可以是時間相關的，使得在初始溫度演變之後存在時間視窗，但在平穩之前，T與ln(t)之間存在近似線性關係。
在一些實施方式中，冷凝檢測系統使用熱導率來檢測冷凝的存在及/或存在的量。例如，可以藉由對加熱器導線1111施加功率的階躍變化並測量熱敏電阻導線1113或加熱器導線1111本身的隨後溫度上升來檢測冷凝。
可以在珠粒中、珠粒上或管中的其他地方檢測到水。珠粒中的水將對熱導率的影響最大，但如果水在管中的任何地方，則都可以檢測到熱導率的變化。
圖11B係基於熱導率的冷凝檢測系統的示例示意圖，該系統使用作為熱源的加熱器導線1111以及熱敏電阻導線1113。圖11B示意性展示了感測器盒1101、加熱器導線1111和熱敏電阻導線1113。熱敏電阻導線1113可以包括旁路（分路）二極體1117和熱敏電阻器1119，該熱敏電阻器藉由使用旁路二極體1117被旁路。
在圖11B的示例示意圖中，感測器盒1101電連接到加熱器導線1111和熱敏電阻導線1113兩者。在一些實施方式中，加熱器導線1111和熱敏電阻導線1113中的一者或兩者電連接到加熱器底座或加濕器的其他部件。
可以藉由對加熱器導線1111施加功率的階躍變化並測量熱敏電阻導線1113或加熱器導線1111本身的隨後溫度上升來檢測冷凝。在一些實施方式中，功率的階躍變化針對固定的時間段。在一些實施方式中，可以應用功率水準的任何改變，無論是負還是正。
在一些實施方式中，測量熱敏電阻導線1113的溫度。此處，線性熱源（加熱器導線1111）與被測量主體（熱敏電阻導線1113）之間的半徑
很小但非零。由於導體（加熱器導線1111和熱敏電阻導線1113兩者都可以是導體）的電阻與溫度之間的線性比例關係，可以藉由測量導線電阻容易地推斷出溫度。然而，可能期望經由旁路消除熱敏電阻器1119的電阻對熱敏電阻導線1113的測量電阻的貢獻，例如，在沿管的已知位置處（例如，與熱敏電阻器1119相鄰）使用並聯連接的二極體1117。藉由消除熱敏電阻器1119的電阻，導線的電阻係測量的電阻的主要貢獻者。在一些實施方式中，旁路接近管的患者端處的熱敏電阻器1119。
熱敏電阻導線1113的溫度對來自加熱器導線1111的熱量的回應可能存在延遲。該熱敏電阻導線1113的加熱延遲係由於在觀察熱敏電阻導線1113處的加熱之前需要將熱量傳導離開加熱器導線1111到熱敏電阻導線1113。該延遲可以克服在加熱器導線1111上的功率階躍變化之後可以短暫觀察到的瞬時溫度不一致。
在一些實施方式中，測量加熱器導線1111本身的溫度。儘管先前描述的相同原理適用於該實施方式，但是相反設想了半徑
（在溫度運算式[9]中 ）為零。當功率的階躍變化施加到加熱器導線1111時，珠粒材料的熱導率將影響熱傳導或從加熱器導線1111消散離開的程度。例如，離開加熱器導線1111的熱傳導的速率或熱量從加熱器導線1111消散的速率關於存在於加熱器導線1111周圍的冷凝量而變化。因此，電阻與溫度之間的線性比例關係可以再次用於藉由測量導線電阻來推斷溫度。該實施方式可以是有利的，因為可以不需要附加的硬體部件來實施冷凝檢測系統。
在一些實施方式中，可以激勵熱敏電阻導線1113並且測量加熱器導線1111的溫度。在一些實施方式中，可以激勵多條導線（例如，加熱器導線及/或熱敏電阻導線）並且測量一條導線的溫度。在一些實施方式中，可以激勵一條加熱器導線1111或熱敏電阻導線1113並且測量多條導線（例如，加熱器導線及/或熱敏電阻導線）的溫度。
在一些實施方式中，加熱器導線1111和熱敏電阻導線1113在珠粒佈線佈置中是相鄰的。在一些實施方式中，加熱器導線1111和熱敏電阻導線1113在珠粒佈線佈置中不是相鄰的。
在一些實施方式中，階躍變化係用於激勵加熱器導線1111的AC功率的階躍變化。在一些實施方式中，階躍變化係在DC功率中。在一些實施方式中，在激勵加熱器導線1111之前，需要應用附加的電路系統來將AC功率整流為DC。在一些實施方式中，複數功率訊號交錯。例如，用於為電連接到導線的電路供電的控制功率與功率的階躍變化在導線上交錯。
在一些實施方式中，可以藉由使用設備（例如，熱電偶）來測量熱敏電阻導線1113或加熱器導線1111的溫度。在一些實施方式中，可以藉由測量導線的溫度的其他已知方式來測量熱敏電阻導線1113或加熱器導線1111的溫度。
一般適用於所有冷凝檢測方法
應當理解，雖然一些導線在以上可以被描述為加熱導線、感測導線、加熱器導線或熱敏電阻導線，但是該等導線能夠完成該等功能的任何組合。
應當理解，該等冷凝檢測系統不相互排斥。任何冷凝檢測系統，包括任何冷凝檢測系統的實施方式，可以彼此組合使用，例如以提供錯誤檢查或冗餘。冷凝檢測系統的任何輸出可以相對於彼此加權。在一些實施方式中，由於增加的準確度或精確度，某些冷凝檢測系統可能被更重地加權。
訊號產生器
訊號產生器可以用於產生電壓訊號。可以使用任何產生訊號之方法，包括來自控制器的I/O引腳的脈衝。激勵器模組可以是訊號產生器。類似地，許多上述冷凝檢測方法可能需要複數離散訊號產生器或能夠產生複數離散訊號的訊號產生器。
在一些實施方式中，可以從訊號產生器產生5 V方波訊號。一示例訊號產生器係脈衝寬度調製（PWM）加熱器導線電流，其產生可控制的週期性「脈衝」以加熱呼吸管。在一這樣的配置中，時間常數比PWM週期短，使得電容在PWM訊號的連續「接通」週期之間完全放電。替代性地，可以選擇性地或週期性地將PWM加熱器導線電流的占空比設定為0%，持續PWM加熱器導線電流的二或更多連續週期以使電容器完全放電，及/或設定為100%，持續二或更多連續週期以使電容完全充電並且允許測量時間常數，如下面進一步詳細描述的。
導管模型
如以上所討論的，導管系統可以包括元件電阻和固有電容C，但是如果電阻器R明顯大於元件電阻，則元件電阻可以被忽略。
檢測電路系統
檢測電路系統可以包括比較器。比較器將電阻器R兩端的電壓與臨界值電壓進行比較。如果電阻器兩端的電壓大於臨界值電壓，則比較器可以被配置成輸出二進位1（高（HIGH）），如果電阻器兩端的電壓低於臨界值電壓，則輸出二進位0（低（LOW））。臨界值電壓可以對應於
e
-1 或施加到元件的電壓脈衝的36.8%。然而，可以使用任何合適的替代性臨界值電壓。圖12對「乾」管和「濕」管的比較器輸出進行比較。如圖12所展示的，為了便於理解，X軸和Y軸單位已被歸一化，然而實際測量結果可能會有所不同。
在圖12中，「脈衝」表示訊號產生器電壓——例如，5 V方波或脈衝，該訊號產生器電壓已在圖中歸一化。「臨界值」表示臨界值電壓。臨界值電壓可以是任何值——例如，訊號產生器電壓的36.8%。「V0」和「V1」分別表示乾管和濕管的電阻器R兩端的電壓，並且「D0」和「D1」相應地表示檢測器輸出。
如圖12所展示的，D1對應於比D0更大的時間常數。更大的時間常數係由管內「乾」與「濕」條件的差異引起的，這引起元件之間的絕對電容率的差異。電容器C最初被放電。即，電容器C兩端的電壓
為0 V。當訊號產生器在正向週期上升期間從0 V變為+5 V時，電容器充當短路，並且因此電容器兩端的電壓為0 V。即，電容器的第一端子和第二端子兩者都為5 V。從
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C 已知電阻器R兩端的瞬時電壓將因此與訊號產生器輸出相同。流過R的合成電流決定了電容器C然後充電的速率。隨著電容器C充電並且其兩端的電壓增加，電阻器R兩端的電壓開始衰減。當電容器完全充電時，電阻器R兩端的電壓變為0 V。當電容器放電時在訊號產生器電壓從+5 V變為0 V時會發生這種情況的逆轉。在這種情況下，電阻器兩端將具有負電壓。電壓再次越過臨界值線的點將使比較器輸出為LOW。因此，可以產生表示管的時間常數的脈衝。可以經由控制器的GPIO引腳測量時間常數的持續時間。可以使用測量間隔或持續時間的任何其他合適之方法，例如所產生脈衝的間隔或持續時間。
將理解的是，臨界值點（在本文中也被稱為預定臨界值）可以是基於任何數量的操作條件藉由任何合適的裝置（包括藉由控制器）可選擇的，該等操作條件包括例如但不限於治療類型、環境條件、導管類型、長度及/或構造。
還應該看到，可以實施複數臨界值，使得控制器可以根據管中冷凝物的程度做出不同的回應，或者在「濕」或「乾」條件檢測之間提供滯後。另外地，冷凝物水準可以作為連續統檢測，使得控制演算法可以具有取決於冷凝物水準及/或其他輸入的可變輸出，而不是簡單地在預定臨界值處切換模式。
冷凝檢測過程
呼吸輔助裝置可以在水分檢測模式與正常操作模式之間切換。當呼吸輔助裝置處於正常操作模式時，該裝置進行如關於圖1至圖2所描述的正常操作。當呼吸輔助裝置處於水分檢測模式時，呼吸輔助裝置使用以上所描述的檢測水分之方法中的一種或多種方法。在一些實施方式中，可以存在多種水分檢測模式及/或多種正常操作模式，例如主要檢測模式和次要檢測模式。示例主要檢測模式可以涉及檢測冷凝的存在，而示例次要檢測可以涉及檢測冷凝的量。該等多種水分檢測模式及/或多種正常操作模式可以執行一種或多種水分檢測操作及/或正常操作性操作。
在一些實施方式中，呼吸輔助裝置在水分檢測模式與正常操作模式之間週期性地切換。在一些實施方式中，呼吸輔助裝置在進入正常操作模式之前以水分檢測模式開始。在一些實施方式中，呼吸輔助裝置可以在水分檢測模式與正常操作模式之間手動切換。在一些實施方式中，某些條件的存在可以將呼吸輔助裝置從某些水分檢測模式及/或正常操作模式切換到其他水分檢測模式及/或正常操作模式。
替代性地，呼吸輔助裝置可以在水分檢測操作與正常操作性操作之間切換。在一些實施方式中，水分檢測與正常操作模式結合或並行完成。這可能涉及交錯正常操作模式/操作和冷凝檢測模式/操作。例如，呼吸輔助裝置可以使用分時多工來交錯正常操作模式/操作和冷凝檢測模式/操作。
應該知道，呼吸輔助裝置也可以進入其他模式。呼吸輔助裝置可以進入其他模式，該等模式可以檢測除冷凝以外的不同條件或操作呼吸輔助裝置的其他功能，例如檢測出水（water-out）、逆流或如前所述之其他功能。
在一些實施方式中，退出水分檢測模式可以基於未檢測到冷凝的預定的一段時間、滿足或不滿足某些臨界值、或通過了足夠成功的無冷凝測試。
圖13A展示了用於使用導管中的至少二導電元件的固有電容來檢測冷凝物的存在之流程圖示例演算法。冷凝物檢測可以獨立於正常操作或與正常操作一起起作用。例如，在執行冷凝檢測時，正常操作可能會暫停一段時間。在另一示例中，冷凝物檢測可以與正常操作結合作用，從而以與正常操作不同的頻率操作。
如圖13A所示，冷凝物檢測模式藉由以下方式操作：產生訊號1303、接收回應於產生的訊號而返回的訊號1305、確定時間常數1307、將該時間常數與預定臨界值進行比較1309、以及確定該時間常數是否高於預定臨界值1311。如果在1311處時間常數高於預定臨界值，則系統確定存在不期望的冷凝物的量並且實施冷凝緩解策略1313。如果在1311處，時間常數不高於預定臨界值，則確定管中不存在不期望的冷凝物的量，並且系統在1315處切換回正常加熱器導線或感測器控制模式。在實施冷凝緩解策略後，系統在1315處切換回正常加熱器導線或感測器控制模式。
替代性地，代替單一預定時間常數臨界值，可以使用具有不同粒度（例如，「乾」、「低」、「中」和「高」或1-10的範圍）的複數臨界值來量化冷凝條件或測量冷凝物的量。圖13B展示了用於檢測冷凝指示之流程圖示例演算法。指示可以是相對的冷凝程度（例如，低、中或高）；冷凝的趨勢（例如，增加或減少）；冷凝的量（例如，冷凝物5 ml）；正在經歷冷凝的導管的百分比或導管的一部分；或以上的任何組合。
如圖13B所示，冷凝物測量模式藉由以下方式操作：產生訊號1323、接收返回的訊號1325、確定時間常數1327、確定冷凝的指示1329和實施冷凝緩解策略1331。
如圖13C所示，用於基於電感的檢測的示例冷凝物檢測模式，該模式藉由以下方式操作：測量系統（例如，圖6的電感檢測系統600）的諧振頻率1341、測量系統的諧振頻率1343並確定呼吸管的諧振頻率係超過第一臨界值還是下降到低於第二臨界值1343。如果在1343處諧振頻率超過第一臨界值或下降到低於第二臨界值，則系統確定存在不期望的冷凝物量並且實施冷凝緩解策略1345（例如，設定冷凝警報）。如果在1345處，諧振頻率沒有超過第一臨界值或下降到低於第二臨界值，則確定管中不存在不期望的冷凝物量並且系統在預定時間間隔之後再次測量諧振頻率1341。在實施冷凝緩解策略之後，系統在預定時間間隔後再次測量諧振頻率1341。
如圖13D所示，用於基於訊號衰減的檢測的示例冷凝物檢測模式，該模式藉由以下方式操作：將補充訊號注入到加熱器導線或加熱器導線訊號中1351、在熱敏電阻導線上接收訊號1353、測量在熱敏電阻導線上接收到的訊號的幅度1355以及確定該幅度是否低於臨界值1357。如果在1357處接收到的訊號的幅度低於預定臨界值，則系統確定存在不期望的冷凝物量並且實施冷凝緩解策略1359（例如，設定冷凝警報）。如果在1357處，接收到的訊號的幅度不低於預定臨界值，則確定管中不存在不期望的冷凝物量並且系統在預定時間間隔後再次將補充訊號注入到加熱器導線或加熱器導線訊號中1351。在實施冷凝緩解策略之後，系統在預定時間間隔之後再次將補充訊號注入到加熱器導線或加熱器導線訊號中1351。
如圖13E所示，用於基於熱的檢測的示例冷凝檢測模式，該模式藉由以下方式操作：施加加熱器導線功率的階躍變化1361、測量加熱器導線或熱敏電阻導線的溫度上升1363、計算加熱器導線或熱敏電阻導線的熱導率1365以及確定加熱器導線或熱敏電阻導線的熱導率是否高於臨界值1367。如果在1367處加熱器導線或熱敏電阻導線的熱導率高於預定臨界值，則系統確定存在不期望的冷凝物量並且實施冷凝緩解策略1369（例如，設定冷凝警報）。如果在1367處，加熱器導線或熱敏電阻導線的熱導率不高於預定臨界值，則確定管中不存在不期望的冷凝物量並且系統在預定時間間隔之後再次施加加熱器導線功率的階躍變化1361。在實施冷凝緩解策略之後，系統在預定時間間隔之後再次施加加熱器導線功率的階躍變化1361。
注意，對於所有揭露之方法，冷凝物檢測臨界值可以不是嚴格的量級臨界值，並且可以是變化率、持續的變化率、持續增加或減少量級、趨勢或其他統計測量臨界值。可以使用複數臨界值——例如，軟臨界值和硬臨界值。臨界值可以是上限臨界值或下限臨界值，並且可以用於設定加濕器在其內運行的允許範圍。此外，回應於超過臨界值，可以考慮任何替代回應，如下面討論的冷凝緩解策略，而不是專門設定警報。例如，可以觸發聽覺、視覺及/或視聽警報、警告或提示。更進一步地，觸發器可以用作冷凝緩解策略中的回饋。注意，對於所有揭露之方法，如果該方法描述了上限臨界值（例如，該方法描述了超過臨界值），則該方法也可以使用下限臨界值。同樣，如果該方法描述了下限臨界值（例如，該方法描述了下降到低於臨界值），則該方法也可以使用上限臨界值。此外，以上方法中描述的預定時間間隔可以基於目前條件及/或使用者輸入而變化。
所揭露之方法中的任何方法可能不具有指示冷凝存在的純二進位輸出。使用經實驗確定的值或儲存在記憶體中的已知關係，任何方法都可以用於量化存在的冷凝量（例如，10 mL、15 mL、20 mL等）。該記憶體可以位於加熱器底座、外部附件、感測器盒、導管或中間連接器中。
冷凝緩解策略
實施冷凝緩解策略1313、1331、1345、1359和1369可以包括：向操作員報告冷凝的存在或指示、向操作員報告冷凝的量、報告冷凝的量係增加還是減少、提供視覺指導以安全地從導管中去除冷凝物、提供視覺警報或聽覺警報或自動對氣體供應系統實施操作性改變以減少絕對濕度或增加氣體溫度。當冷凝緩解策略已經成功並且將冷凝減少到低於不期望的量時，系統可以向操作員報告沒有冷凝的存在或指示、向操作員報告冷凝量減少、報告冷凝減少的速率、提供視覺警報或聽覺警報或自動對氣體供應系統實施操作性改變以增加絕對濕度或降低氣體溫度。
控制器可以被配置（例如，藉由實施儲存在記憶體中的軟體指令）成在使用以上先前所描述之方法中的任何方法檢測到不可接受的冷凝量或存在時，改變負責濕度遞送的某些參數。例如，當基於電容的檢測方法所設想的電路的時間常數的持續時間超過預定臨界值時，可以改變參數。例如，可以為對應於乾管的時間常數的持續時間設定預定臨界值。當時間常數的持續時間由於冷凝積聚而超過或根據檢測方法下降到低於預定臨界值時，控制器可以改變操作設定點或參數（如腔室出口設定點）以減少從腔室輸出的濕度。例如，可以減少供應給加濕器的加熱器板的功率以減少添加到供應給呼吸管的呼吸氣體的水分水準及/或可以增加供應給呼吸管加熱導線的功率以防止加濕氣體的溫度下降到低於其露點。一旦時間常數的持續時間下降到低於或根據檢測方法超過預定臨界值（或在一段時間後），控制器就可以恢復正常操作/先前操作。臨界值可以變化或使用不同臨界值以提供滯後並且避免操作模式之間的振盪。
替代性地，冷凝的檢測基於時間常數訊號的先前和目前持續時間的差異，而不是持續時間的絕對值。增大的時間常數指示管中的冷凝物增加。減小的時間常數指示乾燥管。時間常數也可以與以上討論的任何冷凝指示相關。該方法的優點在於在不需要下面所描述的校準程序的情況下不受電容隨時間變化或從一管到下一管的變化的影響。
校準
應當理解，從一管到另一管的乾電容和時間常數將存在固有可變性。例如，這種變化可能是由於不同的管配置，或者對於給定的管配置，係由於環境條件、部件或製造公差或供應商/材料變化。如此，每個管可以視需要包括指示符（如電阻器值、電容、諧振頻率或EPROM），該指示符允許氣體供應系統識別管的模型及/或特定管，及/或向氣體供應系統提供該特定管或管模型的電容或時間常數臨界值資訊。氣體供應系統（例如，加濕器）可以被配置成校準自身以與連接的管一起使用。可以在製造管時單獨測量電容或時間常數臨界值資訊並程式設計到EPROM中，或者可以用適合該管模型的標稱值（例如，平均值或典型值）對加濕器或EPROM進行程式設計。替代性地，氣體供應系統（如加濕器）可以被程式設計以在加濕器預熱的同時或之前執行校準常式（例如，最初測量乾管的時間常數）。
在一些實施方式中，特性乾電容本身可以至少部分地用於識別連接到氣體供應系統的管。例如，設計用於成人呼吸治療的管可能具有乾電容，該乾電容與設計用於新生兒呼吸治療的管的乾電容不同。加濕器可以藉由測量乾電容來識別管並且相應地選擇適當的操作參數。例如，適當的操作參數可以儲存在加濕器控制器的查閱資料表（LUT）中。
導管佈置
可以使用各種佈置改進冷凝檢測。以下佈置可以與上面詳細描述的複合導管或任何其他類型的導管（包括波紋導管、螺旋導管、擠壓導管）或熟悉該項技術者已知的任何其他導管結合使用。應當理解，下面的結構中的每個結構都可以單獨整合或組合在一起。因此，雖然單獨描述下面的結構，但是該等結構或該等結構的方面可以混合和組合在一起。圖14至圖25中的每一分別以橫截面展示圖3A和圖4A的管的第二細長構件305或珠粒405的不同實施方式，其中，管腔將定位在所展示的橫截面下方。
圖14展示了內部導管壁1401的一部分（如複合導管的珠粒），該內部導管壁的一部分包括可以限定一或複數微通道的微結構1403。如本文所使用的，術語「微結構」係指尺寸小於約2.3 mm並且較佳的是在1微米（μm）至1000微米範圍內的結構。已經發現，微通道中液體的移動主要基於表面力而不是慣性力或重力，並且如果微結構的特性尺寸小於水的毛細管長度（在室溫下為約2.3 mm），則該表面力通常占主導。已經發現，為了促進芯吸，期望具有高縱橫比及/或高表面能（平衡接觸角小於約π/2）的結構。表面活性劑可以導致接近0° 的接觸角，因此可以輕鬆進行芯吸。微通道內的微結構或奈米結構的凸塊可以起到固定固體/液體/蒸氣接觸線、增加表面積的作用及/或用作冷凝的成核位點。
所展示的微結構1403經由微通道沿壁1401的長度芯吸冷凝物，跨元件1405的更大部分分佈冷凝物以改進電容測量。替代性地或另外地，微結構（如橫向微通道）可以鄰近壁1401設定在複合管的至少一部分的第一細長構件303的內表面上，以朝向元件1405運送液體。微通道深度梯度可以用於控制液體在特定方向上的移動，例如，朝向元件1405。已經發現，液體傾向於向更深的通道方向移動。梯度還可以加速或以其他方式改進液體的芯吸。替代性地或另外地，第一細長構件303和第二細長構件305的內表面可以分別包括親水性和疏水性材料或塗層以將冷凝物引向元件1405。
圖15展示了內部導管壁1501的一部分（如複合導管的珠粒），該內部導管壁的一部分包括一或複數開口1503（例如，凹陷、孔、鎖孔、通道或空隙）。該等一或複數開口1503可以將冷凝物吸入到一或複數開口1503中，從而使元件1505之間的電容變化。可以藉由例如毛細管作用或重力吸入冷凝物，或者開口1503可以填充有可滲透的或吸收性材料。包括這種珠粒的管可以視需要進一步包括第一細長構件的內表面上的微結構以朝向一或複數開口1503運送冷凝物。這可以進一步改進冷凝物檢測演算法的敏感性及/或回應時間。
圖16展示了內部導管壁1601的一部分（如複合導管的珠粒），該內部導管壁的一部分具有類似於圖15中包括的那些開口的一或複數開口1603。在圖16的示例中，導管壁或珠粒的一部分包括可滲透的區1607，如蒸氣及/或液體可滲透的區。積聚在開口1603中的冷凝物可以藉由擴散到周圍環境而消散。在該佈置中，二導電元件1611可以包括基本上平行的板或帶狀導線以增加其電容耦合。加熱迴路或電路可以由元件1605之一和元件1611之一形成，並且感測迴路或電路可以由元件1605、1611中的每一元件中的另一元件形成。替代性地，二元件1605都可以包括專用水分檢測元件。可以在元件1605或元件1611之間檢測電容。
圖17A展示了內部導管壁1701的一部分，如複合導管的珠粒，如圖3B、圖4A或圖4B中展示的那些複合導管。內部導管壁1701包括不可滲透的材料1709和不可滲透的材料中的間隙1713，導致變寬的可滲透的材料1707。可滲透的材料可以是蒸氣可滲透的或液體可滲透的或兩者的組合。例如，可滲透的材料1707的內部部分可以是液體可滲透的，而外部部分可以是僅蒸氣可滲透的。可滲透的材料1707也可以藉由第二不可滲透的材料與環境空氣分隔開。可滲透的材料1707可以視需要藉由電導體1711與不可滲透的材料1709分隔開，該等電導體可以採用導電板或導電帶的形式。一導體1711可以形成加熱電路的一部分，並且另一形成感測電路或水分檢測元件或電路的一部分。板或帶的增加的表面積增加了該等板或帶之間的電容耦合。替代性地，二導體1711都可以包括專用水分檢測元件。元件1705可以替代性地包括在可滲透的材料1707內。水分子可以穿過間隙1713進入可滲透的材料1707。在導管的管腔側處的相對較小的間隙1713確保從供應給患者的加濕的呼吸氣體中損失相對較少的水蒸氣，例如濕氣。另一方面，液體冷凝物可以藉由微結構、開口等被引導朝向間隙1713，以提高冷凝物檢測演算法對冷凝物的敏感性。在被設計用作其中可能期望使呼出氣體乾燥的呼氣支管的管中，間隙1713可以大得多或者可以完全省略不可滲透的材料1709。可滲透的材料的任一側上的電導體1711可以測量或推斷對應於電導體1711之間存在的冷凝量的電容或電容變化。
可以替代性地或另外地使用導致導電元件（如本文中討論的導線、絲或板等）之間的距離物理變化並且因此導致電容變化的配置。在這樣的佈置中，電容可能與水分負相關。例如，圖18展示了導管壁1801的一部分，例如複合導管的珠粒，該導管壁的一部分包括包封在不滲透的區中的基本上平行的元件1811、可滲透的區1807和空心區1803。元件1811可以各自包括專用水分檢測元件，該等專用水分檢測元件彼此不電耦合，其中，每個元件1811有效地形成圖5的模型中的電容器
C503的平行板之一。可滲透的區1807可以被配置成改變長度（例如，膨脹）以根據管中存在的冷凝物的量物理地改變元件1811的距離。例如，可滲透的區可以具有在冷凝物滲透可滲透的區1807時會延長/拉直的手風琴形狀。元件1811可以被配置成水平地移動（如所展示的）或垂直地移動或以一定角度移動。儘管該配置被示出為正方形或矩形，但該配置可以是允許元件以某種方式與冷凝物分離的任何形狀。進一步地，可滲透的區的長度可以與水分正相關或負相關（例如，在存在冷凝物的情況下分別地膨脹或收縮），儘管較佳的是對元件1811之間的電容的影響補充或遠遠超過電容率的變化引起的影響。
作為另一示例，導管壁中包括的可滲透的材料可以使元件角度變化。圖19展示了這樣的配置，其中元件1911可以隨著可滲透的材料膨脹而樞轉。元件可以具有樞轉點1915及/或保持機構1917。可以隨元件移動的更近或離得更遠來測量元件之間的電容。在圖18的實施方式的變型中，上部（最外側）可滲透的區1807可以替代地是不可滲透的材料及/或在存在水分的情況下大小/形狀不改變的可滲透的材料。因此，下部可滲透的區1807的伸長（或收縮）將在元件1811之間產生角度，從而改變該等元件之間的電容。不可滲透的外部材料還將最小化水分損失和呼吸氣體的不期望的乾燥。
可滲透的材料的膨脹也可以使用於二進位冷凝物檢測的開關狀結構閉合或斷開。例如，圖20和圖21展示了包括元件2003、2005、2103、2105的導管壁的可滲透壁部分。如所展示的，該等元件在存在冷凝的情況下斷開或閉合。當元件2003、2005或2103、2105接觸時，閉合電路，從而充當開關。開關可以是常開的（NO），如圖20所示，也可以是常閉的（NC），如圖21所示。元件2003、2005、2103、2105可以沿管的長度係連續的，或者可以在沿管的長度的特定位置處設定一或複數離散的開關。
在一些實施方式中，一或複數惠斯通電橋電路（Wheatstone bridge circuit）具有定位在導管周圍的一或複數位置處的應變儀。一或複數應變儀可以沿珠粒定位並且被配置成使得如果珠粒的形狀改變（如膨脹或收縮），則該一或複數應變儀將通過換能器產生訊號。可以將該訊號發送到控制器以指示冷凝的存在及/或量。
接近敏感外部導管壁
導管壁的接近敏感外部也可以被包括作為冷凝檢測的附加或替代功能。檢測是否有床上用品、患者肢體或其他異物接觸或接近導管的外部可以作為安全機制。例如，該安全機制可以防止導管表面溫度過熱並且可能灼傷患者的情況。可以藉由將元件放置在靠近導管的外表面的位置來執行檢測人員（如患者或操作員）是否接觸導管壁。元件可以被配置成使得元件之間的介電特性將回應於皮膚接觸表面而改變。可以基於電容的變化率或者藉由檢測鄰近管腔的導線與鄰近管的外部表面的導線之間的電容來將異物的接近與冷凝區分開。
圖22（未按比例）展示了示例導管配置，其中元件2205和2203設定在基本上同一平面中，平行於外部導管壁2201的表面。當手指或其他身體部位接觸外部表面時，介電特性將變化，從而引起電容的可測量的變化。
作為另一示例，圖17B展示了圖17A的導管壁部分。在圖17B中，附加元件1715結合在導管壁的外表面附近。來自身體部位（如手指）的接觸將引起電容的可測量的變化。
切換的電路
在一些佈置中，管可以包括導線對，該導線對可以在管的遠端處選擇性地彼此電耦合。導線可以閉合以形成加熱或感測迴路或電路，以及斷開使得該導線對有效地形成電容器的平行板。
管的遠端可以包括開關，如繼電器。管可以進一步包括一或多條控制導線，以使加濕器能夠控制開關的操作以選擇性地為加熱或感測迴路供電，或者測量導線之間的電容。
導線對可以包括電感器，該電感器被選擇為有效地將短路設定為相對低頻率，但將開路設定為相對高頻率。具體地，電感器可以被選擇為對直流（DC）或低頻（例如，50/60 Hz）交流（AC）加熱器導線電流影響很小（如果有的話），但有效地阻止可以用於測量導線對之間的電容的高頻（例如，1 kHz以上）訊號。電感器可以進一步用於藉由確定電路的諧振頻率來確定導線之間的電容，如以上所描述的。乾管的諧振頻率可以進一步用於識別特定管模型並且相應地配置加濕器或氣體源。
網格導體
可以替代性地或另外地使用導電網格來確定冷凝的存在。在一種實施方式中，如圖25所展示的，管2501具有外壁，該外壁包括由可滲透的介電材料2504或空氣間隙隔開的第一（或內）網格2502和第二（或外）同軸網格2503。管可以進一步包括不可滲透的外層，尤其是在用作吸氣導管時，以防止呼吸氣體過度乾燥。冷凝物可以被可滲透的介電材料2504吸收或擴散，從而修改介電常數並且因此修改第一網格2502與第二網格2503之間的電容。網格2502、2503可以增加導管的可以檢測到冷凝的表面積。網格2502、2503中的一或二可以由導電箔或編織護套代替。內箔可以是穿孔的，或者可以包括具有間隙的螺旋纏繞條帶，以允許冷凝物穿過進入介電材料2504。網格2502、2503中的一或二可以視需要形成加熱電路的一部分。與加熱器導線相比，網格2502、2503增加的表面積可以提供更均勻的加熱和減少的冷凝。也可以藉由加熱電路的功率輸入來確認或檢測冷凝，因為冷凝的蒸發冷卻可能由於網格的較大表面積而增加功率需求。
檢測冷凝的位置
還可以檢測導管內的冷凝位置。例如，導管可以包括分段或區域以允許確定冷凝的位置。例如，片段可以行進導管的一定長度，從而產生沿該導管長度的區域。如以上所描述的，管可以包括二或更多連續且獨立可控的區域。可以獨立檢查每個區域中的電容。在朝向管的開始或中間（該管通常可以在加濕器與患者之間懸垂在該處）的區域中增加的電容可以指示移動的冷凝物聚集在管的低點。另一方面，在管的患者端的區域中增加的電容可以指示管內的體液。該等區域的長度可以相等或不相等。
如上面關於圖20所揭露之，元件2003、2005可以形成一或複數常開的（NO）開關。在存在冷凝物的情況下，開關閉合以形成電路。所得電路的長度將與檢測到的冷凝物與加濕器的距離成比例，並且可由所得電路的電阻確定冷凝物的位置。
替代性地，複數導電元件（例如，導線）可以沿管向下延伸不同的長度，以確定管內冷凝的大致位置。
替代性地或另外地，可以確定冷凝物的圓周位置。導管可以分成行進導管（或區域）的長度的複數磁區，如象限。例如，圖23示出了包括象限2309的導管2301的橫截面，其中元件2305縱向設定、平行於管腔並且圍繞管的圓周等距地間隔開。元件2305可以用於檢測如本文先前討論的冷凝的存在或量。象限可以與導管壁一起被擠壓作為製造過程的一部分或在導管構造後添加。象限可以用於藉由測量每條相鄰導線之間的電容來確定冷凝聚集的圓周位置（例如，管的下部）。替代性地或另外地，導管可以包括懸掛在管腔內的中心導線2311，並且可以確定中心導線與每條圓周導線之間的電容。象限可以與上面的片段組合以提供更準確的冷凝位置。在圖23的管的變型中，如圖24所示（未按比例），附加的導電元件（例如，網格、帶或其他結構）可以以大約等於管（或管的區域）的長度的節距捲繞在導管壁的外側。即，附加元件較佳的是從管（或區域）的一端到另一端圍繞管不超過一整圈。可以獨立地測量或推斷附加捲繞元件與每個嵌入式元件2305之間的電容。附加捲繞元件與元件2305中的任何一或複數元件之間的電容增加指示管的在捲繞元件與相應元件2305交叉的點處或附近的冷凝。儘管圖24的管包括四條嵌入的導線，但另外的導線可以用於提高解析度。類似地，可以使用多於一條捲繞導線。
類似地，在圖25的管的變型中，第一網格2502和第二網格2503中的任一或二的單獨股線可以被絕緣和多工。藉由選擇性地測量或推斷沿第一方向延伸的每一股線與沿不同方向延伸的每一股線之間的電容，可以確定冷凝物的一或複數位置。
在又其他實施方式中，可以由管配置確定特定的一或複數位置中的冷凝，在該管配置中導體之間的電容僅在沿管的長度的（複數）所選位置處取決於水分或更取決於水分。例如，這可以藉由以下來實現：改變導體沿管長度的節距、間距、表面積、形狀或排列；僅在沿管長度的（複數）所選位置處在導體之間設定可滲透的材料；僅在沿管長度的（複數）所選位置處設定開口；或在沿管長度的（複數）所選位置處設定取決於水分的開關。例如，可能期望在管的一部分處（該一部分在使用中通常懸垂最低並積聚可能會限制或阻塞管腔的移動冷凝物）檢測冷凝物或在管的最靠近患者的部分處檢測體液。在管的其他區，可以最小化或減小電容以改善感測器讀數中的誤差。
氣體源檢測
本揭露內容的冷凝檢測可以用於檢測瓶式源或壁式源或帶室內空氣的氣體源是否與加濕器107一起使用。例如，在加濕器開始加熱加濕腔室所包含的加濕液體之前，可以根據導體之間的電容估計環境空氣的濕度。替代性地，加濕器最初可以在所選功率水準下運行預定的時段，在該功率水準下，如果氣體源係瓶式或壁式氣體源，則預計不會導致冷凝，但如果氣體源係帶室內空氣的呼吸機，則會導致冷凝。可以藉由在預定時段之後測量吸氣管中的導體之間的電容來確定氣體源的類型。
其他水分檢測方法
替代性地或另外地，對於以上所描述的水分檢測系統和方法，導管還可以被配置成根據水分的存在而改變顏色或透明度。例如，當不存在冷凝時導管可以是透明的，但在存在冷凝的情況下變得不透明或顏色鮮豔（或反之亦然）。這樣的變化向患者、護士或其他人員提供了導管中水分的存在及/或位置的視覺指示。
2、101:患者
4:魯爾鎖連接器
9:氣體供應器
103、159:吸氣管
105:氣體源
107:加濕器
109:端部
111、149:埠
113:Y形件
115:患者介面
117:呼氣管
119:排氣口
121:風扇
123:電子控制器
125、617、903:控制器
129、153:加濕腔室
130、220:水
131、152、212:加熱器板
133:使用者介面
135:溫度探針
145、147:加熱器、感測器及/或水分檢測元件
151:加熱器底座
155:盒
157:乾燥線管
161:電動氣動連接器
163:釋放按鈕
171:電端子或焊盤
173:感測器導線
175、210、922、1011、1111:加熱器導線
204、2301:導管
205:加濕器腔室
206:氣體遞送導管
207:腹腔鏡插管
208:控制器或控制裝置
209:出口
221:加濕器底座單元
301:複合管
303:第一細長構件
305:第二細長構件
307、811:管腔
309:封閉部分
311、813:部分
313、1713:間隙
315、399、1405、1505、1605、1705、1811、1911、2003、2005、2103、2105、2203、2205、2305:元件
391、2501:管
393:壁
395:浮動或懸掛元件
397:親水性材料
401、1801、1901、2001、2101:導管壁
405、710、830:珠粒
407:冷凝物
409:單獨分子
415:加熱元件和感測元件
501、905、1003:訊號產生器
503:導管系統
505:電阻器R
507:檢測器
511:可變管電容C
513:振盪器電阻器R
515:運算放大器
517:第一電阻器
519:第二電阻器
600:LC型電路
601:第一部件
602:第一電容器
603:第一電感器
610:第二部件
611:第二電感器
613:第二電容器
615:激勵器模組
701:第一檢測導線
703:第二檢測導線
705:電流
707:低電阻路徑
721:第一組檢測導線
723:第二組檢測導線
725:第三組檢測導線
731:絕緣
801、821:檢測導線
810:管內壁
815、835:潛在短路位置
831:珠粒通道
833:暴露部分
901、1001、1101:感測器盒
907、1007:訊號測量部件
911:發射器（Tx）
913:接收器（Rx）
915、926、1015:訊號
920:管珠
924、1013、1113:熱敏電阻導線
1004、1008:開關
1005:濾波器
1117:旁路（分路）二極體
1119:熱敏電阻器
1301:冷凝物檢測模式
1303、1323:產生訊號
1305、1325:接收返回的訊號
1307、1327:確定時間常數
1309:將時間常數與預定臨界值進行比較
1311:確定時間常數是否高於預定臨界值
1313、1331、1345、1359、1369:實施冷凝緩解策略
1315:切換回正常加熱器導線或感測器控制模式
1321:冷凝物測量模式
1329:確定冷凝的指示
1341、1343:測量系統諧振頻率
1351:將補充訊號注入到加熱器導線或加熱器導線訊號
1353:在熱敏電阻導線上接收訊號
1355:測量在熱敏電阻導線上接收到的訊號的幅度
1357:確定幅度是否低於臨界值
1361:施加加熱器導線功率的階躍變化
1363:測量加熱器導線或熱敏電阻導線的溫度上升
1365:計算加熱器導線或熱敏電阻導線的熱導率
1367:熱導率是否高於臨界值
1401、1501、1601、1701:內部導管壁
1403:微結構
1503、1603:開口
1607、1807:可滲透的區
1611:導電元件
1707:可滲透的材料
1709:不可滲透的材料
1711:電導體
1715:附加元件
1803:空心區
1915:樞轉點
1917:保持機構
2201:外部導管壁
2309:象限
2311:中心導線
2502:第一網格
2503:第二網格
2504:介電材料
參考某些實施方式的附圖描述了本揭露內容的該等和其他特徵、方面和優點，該等附圖旨在示意性地展示某些實施方式並且不限制本揭露內容。
圖1A示意性地展示了示例呼吸加濕器系統。
圖1B展示了示例加濕器。
圖1C展示了示例加熱器底座和盒。
圖1D展示了示例加濕器，其中電動氣動連接器與圖1B的加濕器斷開連接。
圖1E展示了示例加熱器底座和加濕腔室。
圖1F展示了示例盒。
圖1G展示了圖1B的加濕器的電動氣動連接器。
圖2示意性地展示了示例外科手術加濕器系統。
圖3A示出了示例複合導管的一部分的側平面視圖。
圖3B示出了類似於圖3A的示例複合導管的管的頂部部分之縱向截面。
圖3C示出了另一縱向截面，該另一縱向截面展示了複合導管中的第一細長構件。
圖4A展示了與複合導管的不可滲透的珠粒的冷凝交互。
圖4B展示了與複合導管的可滲透的珠粒的冷凝交互。
圖5展示了使用電容檢測冷凝的冷凝檢測系統之示例建模電路系統。
圖6展示了使用由電感得出的時間常數或諧振頻率檢測冷凝的冷凝檢測系統的示例建模電路系統。
圖7展示了使用電阻檢測冷凝的冷凝檢測系統之示例建模電路系統。
圖8展示了使用電阻和短路檢測冷凝的冷凝檢測系統之示例建模電路系統。
圖9A示意性地展示了使用訊號衰減檢測冷凝之示例冷凝檢測系統。
圖9B展示了被配置成使用訊號衰減檢測水分之導管壁結構。
圖10A展示了使用訊號衰減檢測冷凝的冷凝檢測系統之示例建模電路系統。
圖10B展示了使用訊號衰減檢測冷凝的具有單極天線的冷凝檢測系統之示例建模電路系統。
圖11A展示了從珠粒中的導線輻射的熱量。
圖11B展示了使用溫度或熱導率檢測冷凝的冷凝檢測系統之示例建模電路系統。
圖12展示了冷凝檢測系統中電阻器電壓與時間常數之關係表。
圖13A展示了冷凝檢測模式之流程圖。
圖13B展示了冷凝測量模式之流程圖。
圖13C展示了使用諧振頻率的冷凝測量模式之流程圖。
圖13D展示了使用訊號衰減的冷凝測量模式之流程圖。
圖13E展示了使用熱導率的冷凝測量模式之流程圖。
圖14展示了示例珠粒。各種導管壁結構被配置成檢測水分。
圖15展示了具有開口的珠粒之示例配置。
圖16展示了具有開口的珠粒之第二示例配置。
圖17A展示了管壁的一部分之示例配置截面。
圖17B展示了管壁的一部分之第二示例配置截面。
圖18展示了具有平行元件的管壁的一部分。
圖19展示了元件可以樞轉的管壁的一部分。
圖20展示了導管壁的可滲透的壁部分之示例。
圖21展示了導管壁的可滲透的壁部分之第二示例。
圖22展示了示例導管配置，其中元件在同一平面中，平行於外部導管壁的表面。
圖23展示了示例導管之橫截面，其中元件縱向設定、平行於管腔並且圍繞管的圓周等距地間隔開。
圖24展示了示例導管之橫截面，其中附加導電元件圍繞導管壁的外側纏繞。
圖25展示了示例導管之橫截面，其中二網格的單獨股線可以被絕緣和多工。
101:患者
103:吸氣管
105:氣體源
107:加濕器
109:端部
111、149:埠
113:Y形件
115:患者介面
117:呼氣管
119:排氣口
121:風扇
123:電子控制器
125:控制器
129:加濕腔室
130:水
131:加熱器板
133:使用者介面
135:溫度探針
145、147:加熱器、感測器及/或水分檢測元件
157:乾燥線管
Claims (90)
- 一種可用於氣體供應系統中的加濕器系統，該加濕器系統包括： 一加濕器； 一導管，該導管包括： 一第一導電元件；以及 一第二導電元件； 一控制器，該控制器被配置成使用該第一導電元件和該第二導電元件中的一或複數來監測一訊號以至少部分地基於該訊號來確定指示該導管中的水分的值。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的電容。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件與該第二導電元件之間電容的變化。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一訊號產生器。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器包括一訊號產生器。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器包括一或複數硬體及/或軟體處理器。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述之加濕器系統，該第一導電元件與該第二導電元件分隔開一定距離，該距離被配置成允許在該第一導電元件與該第二導電元件之間感測電容電荷。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一介電材料，該介電材料位於該第一導電元件與該第二導電元件之間。
- 如請求項8所述之加濕器系統，其中，該介電材料係一蒸氣或一液體可滲透的。
- 如請求項9所述之加濕器系統，其中，該蒸氣可滲透的介電材料允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。
- 如請求項1至請求項10中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器被配置成基於該第一導電元件及/或該第二導電元件的測量結果的比較來確定指示水分的值。
- 如請求項11所述之加濕器系統，其中，指示水分的值包括包含與一參考電阻器串聯的該第一導電元件或該第二導電元件的電路的時間常數。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該訊號指示包括該第一導電元件及/或該第二導電元件的電路的時間常數或諧振頻率。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該訊號指示包括該第一導電元件及/或該第二導電元件的電路的時間常數的變化或諧振頻率的變化。
- 如請求項1或請求項13至請求項14中任一項所述之加濕器系統，其中，指示該導管中的水分的值對應於該導管的電感。
- 如請求項1或請求項13至請求項14中任一項所述之加濕器系統，其中，指示該導管中的水分的值對應於該導管的電感的變化。
- 如請求項1或請求項13至請求項16中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一諧振電路，其中，一電感元件與一電容元件並聯電連接。
- 如請求項17所述之加濕器系統，其中，該諧振電路與包括該第一導電元件及/或該第二導電元件的電路並聯電連接。
- 如請求項13至請求項18中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一訊號產生器。
- 如請求項13至請求項18中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器包括一訊號產生器。
- 如請求項13至請求項20中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器包括一或複數硬體及/或軟體處理器。
- 如請求項17至請求項21中任一項所述之加濕器系統，其中，該諧振電路被調諧為在被該訊號充分激發時表現出諧振行為。
- 如請求項17至請求項21中任一項所述之加濕器系統，其中，該諧振電路被調諧為在被該訊號激發時表現出諧振行為，其中，該訊號已經被選擇用於激發該諧振電路。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該控制器被配置成結合正常控制電源向該第一導電元件施加附加電力。
- 如請求項1或請求項24中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一AC電源。
- 如請求項1或請求項24至請求項25中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一DC電源。
- 如請求項1或請求項24至請求項26中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件的溫度。
- 如請求項1或請求項24至請求項26中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件的溫度的變化。
- 如請求項1或請求項24至請求項26中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的媒介的熱導率，或者該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件附近的媒介的熱導率。
- 如請求項1或請求項24至請求項26中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的媒介的熱導率的變化，或者該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件附近的媒介的熱導率的變化。
- 如請求項1或請求項24至請求項26中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件與該第二導電元件之間的溫度差。
- 如請求項1或請求項24至請求項31中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件或該第二導電元件的溫度的變化係基本上線性的。
- 如請求項1或請求項24至請求項32中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件測量該訊號。
- 如請求項1或請求項24至請求項32中任一項所述之加濕器系統，其中，該第二導電元件測量該訊號。
- 如請求項1或請求項24至請求項34中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號對應於該第二導電元件的電阻，該第二導電元件的電阻隨著該第二導電元件的溫度而變化。
- 如請求項1或請求項24至請求項35中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件或該第二導電元件進一步包括一熱敏電阻器。
- 如請求項1或請求項24至請求項36中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件或該第二導電元件進一步包括一二極體。
- 如請求項37所述之加濕器系統，其中，該二極體與該熱敏電阻器並聯電連接。
- 如請求項37所述之加濕器系統，其中，該二極體與該熱敏電阻器並聯電連接並且基本上鄰近該熱敏電阻器定位。
- 如請求項1或請求項24至請求項39中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件與該第二導電元件彼此相鄰。
- 如請求項1或請求項24至請求項39中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件與該第二導電元件彼此不相鄰。
- 如請求項1或請求項24至請求項41中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件與該第二導電元件在該導管的珠粒內。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該訊號指示該第一導電元件或該第二導電元件的電阻。
- 如請求項1或請求項43中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件或該第二導電元件包括彼此斷開電連接的至少二部分。
- 如請求項44所述之加濕器系統，其中，該至少二部分凸出到該導管的管腔中。
- 如請求項44所述之加濕器系統，其中，該至少二部分與該導管的內壁齊平。
- 如請求項44至請求項46中任一項所述之加濕器系統，其中，該至少二部分佈置在管壁內並且與該導管的管腔氣動耦合。
- 如請求項44至請求項47中任一項所述之加濕器系統，其中，該至少二部分彼此串聯。
- 如請求項44至請求項48中任一項所述之加濕器系統，其中，該至少二部分彼此並聯。
- 如請求項1所述之加濕器系統，其中，該控制器至少部分地基於該訊號的幅度及/或相位來確定指示該導管中的水分的值。
- 如請求項1或請求項50中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一訊號產生器。
- 如請求項1或請求項50至請求項51中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號的頻率在30 Hz與300 GHz之間。
- 如請求項1或請求項50至請求項51中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號的頻率在1 MHz與100 MHz之間。
- 如請求項1或請求項50至請求項51中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號的頻率為約10 MHz。
- 如請求項1或請求項50至請求項54中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件及/或該第二導電元件係該訊號的波長的四分之一。
- 如請求項1或請求項50至請求項54中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號的波長係該第一導電元件及/或該第二導電元件的長度的四倍。
- 如請求項51至請求項56中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號產生器將該訊號注入到該第一導電元件中。
- 如請求項1或請求項50至請求項57中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件被配置成發射器。
- 如請求項1或請求項50至請求項58中任一項所述之加濕器系統，其中，該第二導電元件被配置成用於接收由該第一導電元件傳輸的訊號的接收器。
- 如請求項1或請求項50至請求項59中任一項所述之加濕器系統，其中，該訊號的幅度及/或相位由一射頻換能器測量。
- 如請求項60所述之加濕器系統，其中，該射頻換能器可以是一AM接收器、一RF取樣ADC或一RF整流器。
- 如請求項1或請求項50至請求項61中任一項所述之加濕器系統，進一步包括一濾波器，該濾波器用於對訊號進行濾波。
- 如請求項62所述之加濕器系統，其中，該濾波器包括高通濾波器或帶通濾波器。
- 如請求項62至請求項63中任一項所述之加濕器系統，其中，該濾波器被配置成過濾掉市電頻率。
- 如請求項62至請求項64中任一項所述之加濕器系統，其中，該濾波器被配置成過濾掉在50 Hz至60 Hz之間的頻率。
- 如請求項58至請求項65中任一項所述之加濕器系統，其中，該發射器包括一環形天線。
- 如請求項58至請求項66中任一項所述之加濕器系統，其中，該發射器包括一單極天線。
- 如請求項59至請求項67中任一項所述之加濕器系統，其中，該接收器包括一環形天線。
- 如請求項59至請求項68中任一項所述之加濕器系統，其中，該接收器包括一單極天線。
- 如請求項1或請求項50至請求項69中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件電耦合到一第一開關。
- 如請求項1或請求項50至請求項70中任一項所述之加濕器系統，其中，該第二導電元件電耦合到一第二開關。
- 如請求項71所述之加濕器系統，其中，該第一開關被配置成使該第一導電元件的一端斷開電連接。
- 如請求項71至請求項72中任一項所述之加濕器系統，該第二開關被配置成使該第二導電元件的一端斷開電連接。
- 如請求項71至請求項73中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一開關及/或該第二開關位於以下各項中的任一項中：一加熱器底座、一感測器盒、該導管、一外部部件或一中間連接器。
- 如請求項1至請求項74中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器被配置成在指示水分的值下降到低於一第一臨界值時輸出警報。
- 如請求項1至請求項75中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器被配置成在指示水分的值超過一第二臨界值時輸出警報。
- 如請求項1至請求項76中任一項所述之加濕器系統，其中，該警報指示不可接受的水分水準。
- 如請求項1至請求項77中任一項所述之加濕器系統，其中，該控制器被配置成回應於指示該導管中的水分及/或濕度的值而自動減少呼吸氣體或吹入氣體的加濕。
- 如請求項1至請求項78中任一項所述之加濕器系統，其中，減少被遞送到該導管的濕度係藉由減少加熱器板功率實現的。
- 如請求項1至請求項79中任一項所述之加濕器系統，其中，該導管係一複合導管。
- 如請求項1至請求項80中任一項所述之加濕器系統，其中，該導管包括一蒸氣及/或液體可滲透的珠粒。
- 如請求項81所述之加濕器系統，其中，該可滲透的珠粒允許水蒸發到環境空氣中，同時抑制液態水和呼吸氣體進入到環境空氣。
- 如請求項81所述之加濕器系統，其中，該可滲透的珠粒係具有極端親水性質的活化全氟化聚合物材料、親水熱塑性塑膠、可透氣熱塑性共聚酯、表現出可透氣特性的機織處理織物或親水聚酯嵌段共聚物中的一種或多種。
- 如請求項1至請求項83中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件和該第二導電元件圍繞該導管的至少一段長度螺旋纏繞。
- 如請求項1至請求項84中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件與該第二導電元件在該導管內、穿過該導管或圍繞該導管螺旋纏繞。
- 如請求項1至請求項85中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件與該第二導電元件形成導管壁的一部分。
- 如請求項1至請求項86中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件係一感測導線。
- 如請求項1至請求項87中任一項所述之加濕器系統，其中，該第一導電元件係一加熱器導線。
- 如請求項1至請求項88中任一項所述之加濕器系統，其中，該第二導電元件係一感測導線。
- 如請求項1至請求項89中任一項所述之加濕器系統，其中，該第二導電元件係一加熱器導線。
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