湿度传感器
阅读：614发布：2020-06-22
专利汇可以提供湿度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于检测气体绝对湿度的方法和装置，对气体的 相对湿度 加以测量、对湿度换能器进行加热、对最终 温度 加以测量以及对绝对湿度加以计算(根据加热换能器的 能量 、换能器的温度以及相对湿度)。可把湿度换能器加热到 巴斯德消毒法 温度，以更好地杀死湿度换能器上的任何常见的病原菌。可以 对流 速加以判断，以估计湿度的一个更瞬时的值。可以对 传感器 的运行连续地加以监视，以使其正确地运行。另外公开各种用于提高运行效率的结构。，下面是湿度传感器专利的具体信息内容。
1.一种对用于检测呼吸气体的绝对湿度的绝对湿度检测装置进 行自动消毒的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器提供一个第一信号，该第一信号指示 上述气体的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量加热上 述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
控制装置，该控制装置被配置以工作在至少两种模式，第一绝对 湿度测量模式被配置以激发上述的加热装置，以把上述的湿度换能器 加热到一个运行温度，并接收上述的第一信号和上述的第二信号，以 及基于所述第一信号和第二信号计算所述气体的绝对湿度的一个估计 值，及
第二消毒模式被配置以激发上述的加热装置，以把上述的湿度换 能器加热到一个预定消毒温度，所述预定消毒温度高于所述运行温度 和巴斯德消毒法温度，并适于基本上杀死出现在上述湿度换能器上的 任何常见的病原菌。
2.如权利要求1所述的系统，其中，上述的巴斯德消毒法温度 在60℃以上。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，上述的运行温度在上 述的气体的温度之上。
4.一种对用于检测气体的绝对湿度的绝对湿度检测装置进行自 动消毒的方法，包括下列步骤：
使用一个湿度换能器检测上述气体的相对湿度，
加热上述的湿度换能器的至少一个部分，并检测上述湿度换能器 的温度，以及
根据上述换能器的温度和/或该相对湿度，计算对上述气体的绝 对湿度的一个估计值，以及
把上述的湿度换能器加热到一个消毒温度，该消毒温度适用于基 本上杀死出现在上述湿度换能器上的任何常见的病原菌。
技术领域
本发明特别涉及对热湿度传感器的使用，但不仅涉及对具有用于 辅助病人呼吸的呼吸增湿器的热湿度传感器的使用。
背景技术
此处，描述了允许对拥有周围环境温度之上的一个露点的气体中 的湿度进行测量的热湿度传感器。所存在的与这样的气流相关的问题 包括：在高相对湿度的情况下具有较低的检测精度，以及可能出现流 到传感器上的液体冷凝物。在高露点气体中进行测量时的另一个缺点 是传感器可能发生故障或读取到错误的数据。
例如，这样的湿度传感器可作为一个可控制湿度的医用增湿器的 一部分加以使用。这引发了设计上的限制(例如较小的尺寸)、鲁棒性 问题、以及如何为防止病人之间的交叉感染进行消毒的消毒能力问题。
当把一个医用增湿器与一个呼吸器一起加以使用时，气流和绝对 湿度可能会周期性地迅速变化。通常，这些变化的发生快于湿度传感 器的响应时间，这给出了其周围湿度的一个″时间平均值″。这意味着 某些关键的湿度参数(例如在气流周期的吸入部分期间的平均绝对湿 度)是不能得以测量的。
在序号为4,143,177的美国专利中，描述了电容型湿度传感器， 并描述了如何把一个加热器和温度传感器并入湿度传感器以允许在周 围气体温度之上的一个温度上对湿度传感器进行稳定的温度控制。这 将可使湿度传感器避免在高湿度气体中的冷凝。可以围绕湿度传感器 或在湿度传感器之下建造一个加热器。该专利还描述了如何同时把加 热器元件用于测量温度，即如何把加热器元件与温度传感器结合在同 一元件中。
在序号为5,777,206的美国专利中，也描述了一个加热的电容 型湿度传感器。一个单一的电阻器既用作加热器也用作温度传感器， 用于控制在气体温度之上的湿度传感器的温度。序号为5,777,206 的美国专利还描述了根据传感器的温度信息计算绝对或相对湿度。进 一步的描述还包括一种用于根据提供于加热的电容传感器的热量判断 气体流速的方法，以判断流经传感器的气体流速。而序号为5,777, 206的美国专利使用了一个电阻器提供对传感器的加热度和温度的测 量，序号为4,143,177的美国专利使用了一个P-N半导体二极管结 提供同样的功能。
例如，这样的湿度传感器可作为一个可控制湿度的医用增湿器的 一部分加以使用。这引发了设计上的限制(例如较小的尺寸)、鲁棒性 问题、以及如何为防止病人之间的交叉感染进行消毒的消毒能力问题。
当把一个医用增湿器与一个呼吸器一起加以使用时，气流和绝对 湿度可能会周期性地迅速变化。通常，这些变化的发生快于湿度传感 器的响应时间，这给出了其周围湿度的一个″时间平均值″。这意味着 某些关键的湿度参数(例如在气流周期的吸入部分期间的平均绝对湿 度)是不能得以测量的。
在序号为4,143,177的美国专利中，描述了电容型湿度传感器， 并描述了如何把一个加热器和温度传感器并入湿度传感器以允许在周 围气体温度之上的一个温度上对湿度传感器进行稳定的温度控制。这 将可使湿度传感器避免在高湿度气体中的冷凝。可以围绕湿度传感器 或在湿度传感器之下建造一个加热器。该专利还描述了如何同时把加 热器元件用于测量温度，即如何把加热器元件与温度传感器结合在同 一元件中。
在序号为5,777,206的美国专利中，也描述了一个加热的电容 型湿度传感器。一个单一的电阻器既用作加热器也用作温度传感器， 用于控制在气体温度之上的湿度传感器的温度。序号为5,777,206 的美国专利还描述了根据传感器的温度信息计算绝对或相对湿度。进 一步的描述还包括一种用于根据提供于加热的电容传感器的热量判断 气体流速的方法，以判断流经传感器的气体流速。而序号为5,777, 206的美国专利使用了一个电阻器提供对传感器的加热度和温度的测 量，序号为4,143,177的美国专利使用了一个P-N半导体二极管结 提供同样的功能。
发明内容
因此，提供一个有益于克服上述先有技术中的缺点或至少将向该 行业提供一种有用的选择的热湿度传感器，是本发明的一个目的。
因此，在第一种情况中，本发明提供一种对用于检测呼吸气体的 绝对湿度的绝对湿度检测装置进行自动消毒的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器提供一个第一信号，该第一信号指示 上述气体的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量加热上 述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
控制装置，该控制装置被配置以工作在至少两种模式，第一绝对 湿度测量模式被配置以激发上述的加热装置，以把上述的湿度换能器 加热到一个运行温度，并接收上述的第一信号和上述的第二信号，以 及基于所述第一信号和第二信号计算所述气体的绝对湿度的一个估计 值，及
第二消毒模式被配置以激发上述的加热装置，以把上述的湿度换 能器加热到一个预定消毒温度，所述预定消毒温度高于所述运行温度 和巴斯德消毒法温度，足以基本上杀死出现在上述湿度换能器上的任 何常见的病原菌，绝对湿度的估计在所述消毒模式期间被暂停。
在第二种情况中，本发明提供一种对用于检测呼吸气流的绝对湿 度的绝对湿度检测装置的输出进行内插的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器用于提供一个第一信号，该第一信号 指示上述的气流的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量而加热 上述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
气流传感器，被配置以在使用中提供所述气体的流速的指示，并 具有显著低于所述湿度换能器或所述温度检测装置的响应时间，以及
控制装置，该控制装置拥有存储装置，并适用于执行存储在该存 储装置中的指令，这些指令包括下列步骤：
(i)把激发能量提供给上述的加热装置，以把上述的湿度换能 器加热到一个运行温度；
(ii)接收上述的第一信号和上述的第二信号；
(iii)根据上述的第一信号和上述的第二信号，计算对上述的 气流的绝对湿度的一个估计；
(iv)存储关于一个时间周期上的上述绝对湿度的信息；
(v)检测上述的气流的流速；
(vi)把关于上述时间周期上的上述气体的流速的信息存储在上 述的存储装置中；以及
(vii)在上述时间周期的一段时间内对上述的气流的绝对湿度 值进行内插，该内插基于上述的一段时间内所述存储的气体的流速和 在所述一段时间内所述存储的绝对湿度。
在第三种情况中，本发明提供一种自动测试用于检测呼吸气流的 绝对湿度的绝对湿度检测设备的精度的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器用于提供一个第一信号，该第一信号 指示上述气流的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量而加热 上述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
控制装置，该控制装置适用于把激发能量提供给上述的加热装 置，以把上述的湿度换能器加热到至少两个不同的校准温度，并接收 上述的第一信号和上述的第二信号，以及计算对基于其上的所述气体 在每个不同的校准温度下的绝对湿度的一个估计，
根据是否所述绝对湿度在所述温度上是一致的，判断该设备是否 正确运行。
在第四种情况中，本发明包括一种对用于检测气体的绝对湿度的 绝对湿度检测装置进行自动消毒的方法，包括下列步骤：
使用一个湿度换能器检测上述气体的相对湿度，
加热上述的湿度换能器的至少一个部分，并检测上述湿度换能器 的温度，以及
根据上述换能器的温度和/或该相对湿度，计算对上述气体的绝 对湿度的一个估计值，以及
把上述的湿度换能器加热到一个消毒温度，该消毒温度适用于基 本上杀死出现在上述湿度换能器上的任何常见的病原菌，估计所述湿 度在消毒期间被暂停。
在第五种情况中，本发明包括一种检测气体的绝对湿度的方法， 包括下列步骤：
使用一个湿度传感器检测上述气体的相对湿度，
把上述湿度传感器的至少一个部分加热到一个运行温度，
根据上述的相对湿度与所述温度，确定对上述的气流的绝对湿度 的一个估计，所述绝对湿度确定具有一个响应时间，
存储关于一个时间周期上的上述的相对或绝对湿度，
检测所述气体的流速，所述流速具有明显低于所述湿度的响应时 间，
存储关于上述的时间周期上的上述流速，
根据所述流速和所述存储的湿度，对在上述时间周期的一段时间 内的绝对湿度值进行内插。
在第六种情况中，本发明包括一种检测气体的绝对湿度的方法， 包括下列步骤：
使用一个湿度传感器检测上述气体的相对湿度，
把上述的湿度传感器的至少一个部分加热到一个运行温度，
根据上述的相对湿度、上述的温度、以及加热上述传感器所需的 能量中的至少一个，计算对上述气体的绝对湿度的一个估计值，并根 据上述的相对湿度、上述的温度、与/或加热上述的传感器所需的能量 中的至少一个，检测该装置是否运行正确。
那些熟悉本发明所涉及的技术的人将会领悟到：在不背离本发明 的范围(如所附权利书中所定义的)的情况下，可以在结构上对本发 明的实施例和应用进行多方面的修改，并可生成本发明的多种不同的 实施例。此处所给出和所描述的是纯说明性的，将不受任何特定情况 的限制。
本发明包含先前的描述以及以下所给出的例子的结构。
附图的简要描述
现在，将参照附图对本发明的一个推荐的形式进行描述，在这些 附图中：
图1是正在使用中的符合本发明的推荐的实施例的导管的一个剖 面图，
图2是符合本发明的推荐的实施例的湿度传感器的一个近侧面 图，
图3是符合本发明的推荐的实施例的一种用于把增湿的气体提供 给病人的系统的示意图，以及
图4是符合本发明的推荐的控制系统的一个结构图。
因此，在第一种情况中，本发明提供一种对用于检测呼吸气体的 绝对湿度的绝对湿度检测装置进行自动消毒的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器提供一个第一信号，该第一信号指示 上述气体的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量加热上 述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
控制装置，该控制装置被配置以工作在至少两种模式，第一绝对 湿度测量模式被配置以激发上述的加热装置，以把上述的湿度换能器 加热到一个运行温度，并接收上述的第一信号和上述的第二信号，以 及基于所述第一信号和第二信号计算所述气体的绝对湿度的一个估计 值，及
第二消毒模式被配置以激发上述的加热装置，以把上述的湿度换 能器加热到一个预定消毒温度，所述预定消毒温度高于所述运行温度 和巴斯德消毒法温度，足以基本上杀死出现在上述湿度换能器上的任 何常见的病原菌，绝对湿度的估计在所述消毒模式期间被暂停。
在第二种情况中，本发明提供一种对用于检测呼吸气流的绝对湿 度的绝对湿度检测装置的输出进行内插的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器用于提供一个第一信号，该第一信号 指示上述的气流的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量而加热 上述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
气流传感器，被配置以在使用中提供所述气体的流速的指示，并 具有显著低于所述湿度换能器或所述温度检测装置的响应时间，以及
控制装置，该控制装置拥有存储装置，并适用于执行存储在该存 储装置中的指令，这些指令包括下列步骤：
(i)把激发能量提供给上述的加热装置，以把上述的湿度换能 器加热到一个运行温度；
(ii)接收上述的第一信号和上述的第二信号；
(iii)根据上述的第一信号和上述的第二信号，计算对上述的 气流的绝对湿度的一个估计；
(iv)存储关于一个时间周期上的上述绝对湿度的信息；
(v)检测上述的气流的流速；
(vi)把关于上述时间周期上的上述气体的流速的信息存储在上 述的存储装置中；以及
(vii)在上述时间周期的一段时间内对上述的气流的绝对湿度 值进行内插，该内插基于上述的一段时间内所述存储的气体的流速和 在所述一段时间内所述存储的绝对湿度。
在第三种情况中，本发明提供一种自动测试用于检测呼吸气流的 绝对湿度的绝对湿度检测设备的精度的系统，包括：
湿度换能器，该湿度换能器用于提供一个第一信号，该第一信号 指示上述气流的相对湿度，
加热装置，该加热装置与上述的湿度换能器相关联或与上述的湿 度换能器牢固地热传导，并适用于根据所提供给它的激发能量而加热 上述湿度换能器的至少一部分，
温度检测装置，该温度检测装置与上述的湿度换能器相关联或与 上述的湿度换能器牢固地热传导，并提供一个第二信号，该第二信号 指示上述的湿度换能器的温度，以及
控制装置，该控制装置适用于把激发能量提供给上述的加热装 置，以把上述的湿度换能器加热到至少两个不同的校准温度，并接收 上述的第一信号和上述的第二信号，以及计算对基于其上的所述气体 在每个不同的校准温度下的绝对湿度的一个估计，
根据是否所述绝对湿度在所述温度上是一致的，判断该设备是否 正确运行。
在第四种情况中，本发明包括一种对用于检测气体的绝对湿度的 绝对湿度检测装置进行自动消毒的方法，包括下列步骤：
使用一个湿度换能器检测上述气体的相对湿度，
加热上述的湿度换能器的至少一个部分，并检测上述湿度换能器 的温度，以及
根据上述换能器的温度和/或该相对湿度，计算对上述气体的绝 对湿度的一个估计值，以及
把上述的湿度换能器加热到一个消毒温度，该消毒温度适用于基 本上杀死出现在上述湿度换能器上的任何常见的病原菌，估计所述湿 度在消毒期间被暂停。
在第五种情况中，本发明包括一种检测气体的绝对湿度的方法， 包括下列步骤：
使用一个湿度传感器检测上述气体的相对湿度，
把上述湿度传感器的至少一个部分加热到一个运行温度，
根据上述的相对湿度与所述温度，确定对上述的气流的绝对湿度 的一个估计，所述绝对湿度确定具有一个响应时间，
存储关于一个时间周期上的上述的相对或绝对湿度，
检测所述气体的流速，所述流速具有明显低于所述湿度的响应时 间，
存储关于上述的时间周期上的上述流速，
根据所述流速和所述存储的湿度，对在上述时间周期的一段时间 内的绝对湿度值进行内插。
在第六种情况中，本发明包括一种检测气体的绝对湿度的方法， 包括下列步骤：
使用一个湿度传感器检测上述气体的相对湿度，
把上述的湿度传感器的至少一个部分加热到一个运行温度，
根据上述的相对湿度、上述的温度、以及加热上述传感器所需的 能量中的至少一个，计算对上述气体的绝对湿度的一个估计值，并根 据上述的相对湿度、上述的温度、与/或加热上述的传感器所需的能量 中的至少一个，检测该装置是否运行正确。
那些熟悉本发明所涉及的技术的人将会领悟到：在不背离本发明 的范围(如所附权利书中所定义的)的情况下，可以在结构上对本发 明的实施例和应用进行多方面的修改，并可生成本发明的多种不同的 实施例。此处所给出和所描述的是纯说明性的，将不受任何特定情况 的限制。
本发明包含先前的描述以及以下所给出的例子的结构。
附图的简要描述
现在，将参照附图对本发明的一个推荐的形式进行描述，在这些 附图中：
图1是正在使用中的符合本发明的推荐的实施例的导管的一个剖 面图，
图2是符合本发明的推荐的实施例的湿度传感器的一个近侧面 图，
图3是符合本发明的推荐的实施例的一种用于把增湿的气体提供 给病人的系统的示意图，以及
图4是符合本发明的推荐的控制系统的一个结构图。
具体实施方式
本发明涉及一种湿度传感器，这种湿度传感器的设计旨在：
1.能够在高露点状态下运行，其中相对湿度可以很高，而且可 以出现液态水。
2.能够检测传感器的错误读出或所出现的故障。
3.具有良好的性能、结实耐用、并且具有消毒能力。
4.当气流周期性地迅速变化时，通过正确地把从湿度传感器所 读出的值与气流波形的信息结合起来，能够检测瞬时绝对湿度波形的 关键参数。
在先有技术中，聚合物吸收传感器是人们所熟悉的，它由两个部 分组成：一个能渗透水蒸汽的聚合物阵列，以及一组电检测电极。被 吸收到聚合物阵列中的水蒸汽的数量由与聚合物阵列密切接触的气体 的相对湿度所决定。电极允许对与聚合物阵列中水蒸汽的数量相关的 电气特性进行测量。通常，需对电极的电容加以测量，因为聚合物阵 列的介电常数随含水量而变化。也可以对电阻和电感进行测量。
如所描述的，本发明包括一个相对湿度传感器1(以与一个加热 器2密切热传导的方式加以安装)以及一个独立的温度传感器3形成 传感器组合件11。测量电路4连接于湿度传感器1，并按相对湿度5 给出一个输出。一个可调整的电源供给装置6连接于加热器2。测量 电路7连接于温度传感器3，以在其输出端给出一个温度信号8。 控制系统9取出温度信号8，并生成一个控制信号10，以致于温度信 号8在所希望的温度上保持不变。在该方式中，把组合件11的所有 元件保持在一个恒定的温度上。较佳的做法是令一个相对湿度传感器 1为聚合物吸收型。较佳的做法是令检测机制使用电极12测量聚合 物阵列13的电容，但也可以使用的电阻或电感对聚合物阵列进行测 量。
如果相对湿度和温度都是已知的，则可计算气体的绝对湿度，该 计算基于人们所熟悉物理原理。由于其运行方式，聚合物传感器按聚 合物阵列13的温度测量被测气体的相对湿度。因此，可以根据传感器 1所测量到的相对湿度和温度传感器3所测量的传感器1的温度，计 算气体的绝对湿度。
如果通过把热量施加于加热器2来加热聚合物阵列，那么所测 量的相对湿度将降低，但所计算的绝对湿度将维持不变，因为气体的 绝对湿度没有改变。尽管我们仍从传感器得到相同的绝对湿度读数， 但存在着来自加热传感器的许多优点。首先，可以防止在传感器上形 成冷凝物。其次，我们可以测量具有周围环境温度之上的一个露点的 气体的湿度。第三，通过把传感器保持在一个很高的温度上，我们可 以在低相对湿度区域中运行它，其中，大多数传感器更精确和更线性 化。
可把这样的一个传感器用于测量任何气体的绝对湿度。但较佳的 做法是，把这种传感器用于测量医用气体。较佳的做法是，令医用气 体也是呼吸气体，例如在一个病人的呼吸回路中所发现的。可以使用 一个呼吸回路把一个病人连接于一个流动的气源或一个呼吸器。
较佳的做法是，在被测气体的温度之上加热传感器，但也可以把 它加热到任何所希望的温度。较佳的做法是，令温度传感器3和加热 器2是独立的部件，并把这两个部件作为由组合件11的一部分热连接。 序号为4,143,177和5,777,206的美国专利都描述了把温度检测 和加热功能组合在一个单一部件中的系统。
由于当加热器关闭时，将会存在组合件11处于一种包含液体水 的环境中的时刻，因此，湿度传感器1是一个防水传感器将是至关重 要的。这样的传感器仅在最近才成为可能。这样的一个传感器可从液 体水的接触中迅速恢复过来，这种传感器将不会对湿度的测定产生长 久的影响。
如所描述的，可以以多种不同的方式安装传感器。在第一个实施 例中，可把一个探针110插入一个管109的一个孔18中，以测量气体 内14的湿度，如图1中所示。一种可选的配置是，把一个传感器永久 性地安装一个管中。使用任何一种配置，都可按所希望的把检测元件 朝向管子中的一个特定方向加以放置。例如，一个水平朝向的检测元 件1将导致组合件11上的液体水从探针上流下来，而不是流到检测 元件上。为了允许软管中的一个探针型传感器的正向位置，可以使用 一个键15和键槽16，如图1中所示。
存在着另外一种防止液体水流到湿度探针因而影响湿度读数的 方法。例如，考虑图3中所示的装置。图3描述了一种用于把增湿的 气体传送给病人100的一个呼吸系统，该系统包括一个气体供给装置 102、一个增湿器104、一个把气体供给装置102连接于增湿器104的 导管106、以及一个把增湿器104连接于病人100的导管108。在图3 所示的配置中可以看到：从增湿器104传送空气流的一个导管108在紧 邻增湿器104的一段109上大体上是垂直的。在本发明所推荐的该实 施例中，一个湿度传感器110将放置在该垂直的段109上。在该方式 中，任何将在该垂直段109冷凝的液体很可能将沿导管108侧壁流动， 然后，其中的某些将最终流到湿度传感器110上。为了防止该现象的 发生，可使用位于湿度传感器110之上的导管108中的一个探出的唇 状物112改变液体水的流动方向，使液体水围绕检测组合件流动。
在一个医用环境中，重要的是能够消毒湿度传感器。传统的方法， 例如用高压锅消毒，对于湿度传感器来说是非常粗糙的。较佳的做法 是，令组合件11使用136℃的蒸汽以在高压锅中消毒时能够保持完 好。其它一些常用的消毒探针的方法是把探针浸泡在消毒剂中，较佳 的做法是，令组合件11经过该处理后仍保持完好。
消毒热湿度传感器的另一种方法是，在通常的病原菌(细菌和病 毒)的巴斯德消毒法温度之上加热热湿度传感器。最顽固的细菌军团 菌可以在60℃的温度下被杀死。
在病人之间防止由组合件11导致的交叉感染的另一个不太称心 的方法是，用一个可渗透蒸汽的薄膜包住组合件11。其中，薄膜将不 允许病原菌穿过。对于一个湿度传感器探针来说，半渗透的薄膜可以 是一个放置在探针之上并附接于探针的罩子，或也可以把该罩子附接 于放置湿度探针的软管上的孔上。
减少可能的交叉感染的又一种方法是，使用杀菌的合成树脂构造 传感器组合装置。
当把一个湿度传感器用作一个湿度控制系统的一部分时，重要的 是能够检测湿度传感器是否能够正常运作。如果把湿度传感器用于控 制一个医用增湿器，该点是特别重要的，因为过高水平的绝对湿度可 能导致病人的灼伤，而且不够的绝对湿度水平还可能导致身体组织的 脱水。
检测所描述的检测组合件是否给出了不正确的读数，有多种方 法。一种是去除或减少提供给加热器2的能量，以降低组合件11的温 度。当相对湿度达到100％时，我们应已达到气体的露点温度，使用 温度传感器3可以测量出该湿度。如果相应于该露点的绝对湿度明显 不同于由正常运行中的传感器所测量的绝对湿度，那么肯定是传感器 出现了故障。
如果水覆盖了一个传感器1的表面，那么传感器所读出的将是 100％的相对湿度值。如果所测量的是100％的相对湿度，那么可增加 提供于加热器2的热量，以至于组合件11的温度能够得以增高。如 果在传感器已被加热到一个足够高的温度之后相对湿度读数保持在 100％，那么可断定传感器出现了故障(或覆盖在水中)。
如果发现传感器出现了故障，那么可中断提供给加热器2的能量， 而且可把温度传感器3用于估计气体的露点。可以把这转换成一个假 设100％相对湿度的绝对湿度。真正的绝对湿度将刚好等于或小于所 估计的绝对湿度，因此该方法提供了防止病人灼伤的湿度控制的一个 上限。
当把一个医用增湿器与一个呼吸器一起使用时，流速和气体14 的绝对湿度可周期性地迅速改变。这些变化的发生通常快于湿度传感 器1的响应时间，这给出了围绕它的湿度的一个″时间平均值″。但在 这些情况中，在气流周期的吸气部分期间，人们通常希望知道某些参 数，例如，湿度的峰度或平均湿度。
如果通过瞬时气流测量或通过其它的气流参数信息知道了关于 流速的某些参数，那么正确地把这些信息与从湿度传感器读出的读数 结合在一起是可能的。这允许对某些关键的湿度参数(例如，在气流 周期的吸气部分期间的平均绝对湿度)进行估计。所需要的算法可以 使用一个方程估计所需参数的值，或使用一个查找表。
可以使用一个流速传感器直接测量气流，例如通过测量一个被加 热物体的热损耗。热湿度传感器，如所描述的，是这样的一个被加热 的物体，需要把传感器组合件保持在一个特定温度上所需的能量将给 出对气体流速的一个指示。也可以使用一个独立的气流传感器，或从 呼吸器电气地获得这些信息。
1.能够在高露点状态下运行，其中相对湿度可以很高，而且可 以出现液态水。
2.能够检测传感器的错误读出或所出现的故障。
3.具有良好的性能、结实耐用、并且具有消毒能力。
4.当气流周期性地迅速变化时，通过正确地把从湿度传感器所 读出的值与气流波形的信息结合起来，能够检测瞬时绝对湿度波形的 关键参数。
在先有技术中，聚合物吸收传感器是人们所熟悉的，它由两个部 分组成：一个能渗透水蒸汽的聚合物阵列，以及一组电检测电极。被 吸收到聚合物阵列中的水蒸汽的数量由与聚合物阵列密切接触的气体 的相对湿度所决定。电极允许对与聚合物阵列中水蒸汽的数量相关的 电气特性进行测量。通常，需对电极的电容加以测量，因为聚合物阵 列的介电常数随含水量而变化。也可以对电阻和电感进行测量。
如所描述的，本发明包括一个相对湿度传感器1(以与一个加热 器2密切热传导的方式加以安装)以及一个独立的温度传感器3形成 传感器组合件11。测量电路4连接于湿度传感器1，并按相对湿度5 给出一个输出。一个可调整的电源供给装置6连接于加热器2。测量 电路7连接于温度传感器3，以在其输出端给出一个温度信号8。 控制系统9取出温度信号8，并生成一个控制信号10，以致于温度信 号8在所希望的温度上保持不变。在该方式中，把组合件11的所有 元件保持在一个恒定的温度上。较佳的做法是令一个相对湿度传感器 1为聚合物吸收型。较佳的做法是令检测机制使用电极12测量聚合 物阵列13的电容，但也可以使用的电阻或电感对聚合物阵列进行测 量。
如果相对湿度和温度都是已知的，则可计算气体的绝对湿度，该 计算基于人们所熟悉物理原理。由于其运行方式，聚合物传感器按聚 合物阵列13的温度测量被测气体的相对湿度。因此，可以根据传感器 1所测量到的相对湿度和温度传感器3所测量的传感器1的温度，计 算气体的绝对湿度。
如果通过把热量施加于加热器2来加热聚合物阵列，那么所测 量的相对湿度将降低，但所计算的绝对湿度将维持不变，因为气体的 绝对湿度没有改变。尽管我们仍从传感器得到相同的绝对湿度读数， 但存在着来自加热传感器的许多优点。首先，可以防止在传感器上形 成冷凝物。其次，我们可以测量具有周围环境温度之上的一个露点的 气体的湿度。第三，通过把传感器保持在一个很高的温度上，我们可 以在低相对湿度区域中运行它，其中，大多数传感器更精确和更线性 化。
可把这样的一个传感器用于测量任何气体的绝对湿度。但较佳的 做法是，把这种传感器用于测量医用气体。较佳的做法是，令医用气 体也是呼吸气体，例如在一个病人的呼吸回路中所发现的。可以使用 一个呼吸回路把一个病人连接于一个流动的气源或一个呼吸器。
较佳的做法是，在被测气体的温度之上加热传感器，但也可以把 它加热到任何所希望的温度。较佳的做法是，令温度传感器3和加热 器2是独立的部件，并把这两个部件作为由组合件11的一部分热连接。 序号为4,143,177和5,777,206的美国专利都描述了把温度检测 和加热功能组合在一个单一部件中的系统。
由于当加热器关闭时，将会存在组合件11处于一种包含液体水 的环境中的时刻，因此，湿度传感器1是一个防水传感器将是至关重 要的。这样的传感器仅在最近才成为可能。这样的一个传感器可从液 体水的接触中迅速恢复过来，这种传感器将不会对湿度的测定产生长 久的影响。
如所描述的，可以以多种不同的方式安装传感器。在第一个实施 例中，可把一个探针110插入一个管109的一个孔18中，以测量气体 内14的湿度，如图1中所示。一种可选的配置是，把一个传感器永久 性地安装一个管中。使用任何一种配置，都可按所希望的把检测元件 朝向管子中的一个特定方向加以放置。例如，一个水平朝向的检测元 件1将导致组合件11上的液体水从探针上流下来，而不是流到检测 元件上。为了允许软管中的一个探针型传感器的正向位置，可以使用 一个键15和键槽16，如图1中所示。
存在着另外一种防止液体水流到湿度探针因而影响湿度读数的 方法。例如，考虑图3中所示的装置。图3描述了一种用于把增湿的 气体传送给病人100的一个呼吸系统，该系统包括一个气体供给装置 102、一个增湿器104、一个把气体供给装置102连接于增湿器104的 导管106、以及一个把增湿器104连接于病人100的导管108。在图3 所示的配置中可以看到：从增湿器104传送空气流的一个导管108在紧 邻增湿器104的一段109上大体上是垂直的。在本发明所推荐的该实 施例中，一个湿度传感器110将放置在该垂直的段109上。在该方式 中，任何将在该垂直段109冷凝的液体很可能将沿导管108侧壁流动， 然后，其中的某些将最终流到湿度传感器110上。为了防止该现象的 发生，可使用位于湿度传感器110之上的导管108中的一个探出的唇 状物112改变液体水的流动方向，使液体水围绕检测组合件流动。
在一个医用环境中，重要的是能够消毒湿度传感器。传统的方法， 例如用高压锅消毒，对于湿度传感器来说是非常粗糙的。较佳的做法 是，令组合件11使用136℃的蒸汽以在高压锅中消毒时能够保持完 好。其它一些常用的消毒探针的方法是把探针浸泡在消毒剂中，较佳 的做法是，令组合件11经过该处理后仍保持完好。
消毒热湿度传感器的另一种方法是，在通常的病原菌(细菌和病 毒)的巴斯德消毒法温度之上加热热湿度传感器。最顽固的细菌军团 菌可以在60℃的温度下被杀死。
在病人之间防止由组合件11导致的交叉感染的另一个不太称心 的方法是，用一个可渗透蒸汽的薄膜包住组合件11。其中，薄膜将不 允许病原菌穿过。对于一个湿度传感器探针来说，半渗透的薄膜可以 是一个放置在探针之上并附接于探针的罩子，或也可以把该罩子附接 于放置湿度探针的软管上的孔上。
减少可能的交叉感染的又一种方法是，使用杀菌的合成树脂构造 传感器组合装置。
当把一个湿度传感器用作一个湿度控制系统的一部分时，重要的 是能够检测湿度传感器是否能够正常运作。如果把湿度传感器用于控 制一个医用增湿器，该点是特别重要的，因为过高水平的绝对湿度可 能导致病人的灼伤，而且不够的绝对湿度水平还可能导致身体组织的 脱水。
检测所描述的检测组合件是否给出了不正确的读数，有多种方 法。一种是去除或减少提供给加热器2的能量，以降低组合件11的温 度。当相对湿度达到100％时，我们应已达到气体的露点温度，使用 温度传感器3可以测量出该湿度。如果相应于该露点的绝对湿度明显 不同于由正常运行中的传感器所测量的绝对湿度，那么肯定是传感器 出现了故障。
如果水覆盖了一个传感器1的表面，那么传感器所读出的将是 100％的相对湿度值。如果所测量的是100％的相对湿度，那么可增加 提供于加热器2的热量，以至于组合件11的温度能够得以增高。如 果在传感器已被加热到一个足够高的温度之后相对湿度读数保持在 100％，那么可断定传感器出现了故障(或覆盖在水中)。
如果发现传感器出现了故障，那么可中断提供给加热器2的能量， 而且可把温度传感器3用于估计气体的露点。可以把这转换成一个假 设100％相对湿度的绝对湿度。真正的绝对湿度将刚好等于或小于所 估计的绝对湿度，因此该方法提供了防止病人灼伤的湿度控制的一个 上限。
当把一个医用增湿器与一个呼吸器一起使用时，流速和气体14 的绝对湿度可周期性地迅速改变。这些变化的发生通常快于湿度传感 器1的响应时间，这给出了围绕它的湿度的一个″时间平均值″。但在 这些情况中，在气流周期的吸气部分期间，人们通常希望知道某些参 数，例如，湿度的峰度或平均湿度。
如果通过瞬时气流测量或通过其它的气流参数信息知道了关于 流速的某些参数，那么正确地把这些信息与从湿度传感器读出的读数 结合在一起是可能的。这允许对某些关键的湿度参数(例如，在气流 周期的吸气部分期间的平均绝对湿度)进行估计。所需要的算法可以 使用一个方程估计所需参数的值，或使用一个查找表。
可以使用一个流速传感器直接测量气流，例如通过测量一个被加 热物体的热损耗。热湿度传感器，如所描述的，是这样的一个被加热 的物体，需要把传感器组合件保持在一个特定温度上所需的能量将给 出对气体流速的一个指示。也可以使用一个独立的气流传感器，或从 呼吸器电气地获得这些信息。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种雨生红球藻的藻种筛选分离纯化方法 | 2020-05-11 | 534 |
| 一种科研用商品销售平台的信息推送方法和设备 | 2020-05-15 | 202 |
| 一种科研用商品智能搜索方法和系统 | 2020-05-15 | 587 |
| 抗微生物剂 | 2020-06-05 | 251 |
| 一种果蔬菌复合饮料及其制备方法 | 2020-05-12 | 828 |
| 新颖方法、多肽以及其用途 | 2020-05-18 | 785 |
| 用于处理木质纤维素的酶、编码它们的核酸及其制备和应用方法 | 2020-05-21 | 116 |
| 一种生产有机水稻的技术 | 2020-05-19 | 879 |
| 真菌共生发酵抗疲劳火龙果养生饮料及其制备方法 | 2020-05-11 | 584 |
| 減少生物膜的方法 | 2020-05-19 | 105 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈