专利名称：具有无线温度感测的加湿器的制作方法各种呼吸系统使用加湿器来对提供给用户的空气进行加湿。例如，为了各种医疗原因(例如，治疗睡眠呼吸暂停)，正压通气(PAP)机经由适当的用户接口(例如面罩)向用户提供持续正压通气。常常在PAP机与该用户接口之间提供加湿器或者将加湿器与PAP 机和用户接口作为一体来提供，以便对PAP机生成的比较干燥的压缩空气进行加湿。通常，温度传感器操作性连接到加湿器储液器来感测在该加湿器储液器中的液体 (例如蒸馏水)的温度，并且经由在该加湿器储液器与基础单元之间的机械连接或电气连接来传输表示该温度的信号。因为经常将加湿器储液器从基础单元上拆卸下来以便进行清洁和再填充液体，所以由于累积的污垢或加湿器储液器与基础单元之间的机械连接或电气连接的磨损和磨耗所致，基础单元所接收的温度可能不精确。本发明解决了现有系统的这些缺陷。
本发明的一个方面提供了一种呼吸加湿器，该呼吸加湿器具有基础单元和被构造并布置为保持储存液(reservoir of liquid)的腔。该加湿器还包括被操作性配置为感测该腔内的状况的传感器，该状况是该腔内的气体的湿度和/或该液体的温度，或者其它任何状况或参数。该加湿器还包括由该腔承载并且与该传感器操作关联的辐射信号发射器。 该发射器被布置为无线地发送表示所感测的状况的辐射信号。该加湿器还包括由该基础单元承载并且被布置为接收来自该发射器的辐射信号的辐射信号接收器。该加湿器还包括控制单元，该控制单元至少部分地基于由辐射信号接收器接收的辐射信号来控制该状况。本发明的另一方面提供了一种用于测量呼吸加湿器的状况的方法，该呼吸加湿器包括基础单元和被构造并布置为保持液体的腔。该方法包括利用传感器对该腔内的状况进行感测的步骤，该状况是该液体的温度、该腔内的气体的湿度和/或其它任何状况或参数。 该方法还包括利用由储液器承载的辐射信号发射器对表示所感测的状况的辐射信号进行无线地发送以及利用辐射信号接收器对表示所感测的状况的辐射信号进行接收的步骤。该方法还包括至少部分地基于由该辐射信号接收器所接收的辐射信号来对该状况进行控制的步骤。本发明的另一方面提供了一种用于向用户的气道输送气流的系统。该系统包括生成气流的气流生成器和用户回路，该用户回路与该气流生成器耦合并且被配置为向用户的气道传输该气流。该系统还包括加湿器，该加湿器操作性连接到该用户回路以将该用户回路中的气体的湿度升高到回路湿度水平。该加湿器包括基础单元和被构造并布置为保持储存液的腔。该系统还包括被操作性配置为感测该腔内的状况的传感器，该状况是该液体的温度、该腔内的气体的湿度和/或其它任何状况或参数。该系统还包括由该腔承载并且与该传感器操作关联的辐射信号发射器。该发射器被布置为无线地发送表示所感测的状况的辐射信号。该系统还包括由该基础单元承载并且被布置为接收来自该发射器的辐射信号的辐射信号接收器。该系统还包括控制单元，该控制单元至少部分地基于由辐射信号接收器接收的辐射信号来控制该状况。在参考附图考虑下面的描述和所附的权利要求书之后，本发明的这些和其他目的、特征和特性以及操作的方法和结构的相关元件的功能和部件的组合和产品的经济性将变得更加清楚，所有附图形成了本说明书的一部分，其中相同的附图标记表示各个附图中的对应部分。然而，应当清楚地理解的是，附图是仅为了说明和描述的目的，并且附图并不作为对本发明的范围的限定。如在说明书和权利要求书中使用的，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数个指示物，除非上下文清楚地另有说明。图1是根据本发明的实施例的加湿器的图解正视图；图2是根据本发明的实施例的加湿器的图解正视图；图3是根据本发明的实施例的加湿器的图解正视图；图4示出了本发明的操作方法；以及图5是具有根据本发明的实施例的加湿器的呼吸系统的图解正视图。 接收器20被配置为向发射器18询问传感器16A所感测的温度，向该发射器供电， 并且经由射频链路接收由该发射器发射的数据。发射器18被配置为从接收器20提取电力并且经由该射频链路无线地发射表示传感器16A所感测的温度的信号。可以经由铝线或铜线或其他链路从发射器18向传感器16A直接或间接地供应电力。接收器20可以经由连接器23操作性连接到控制单元22，并且可以向控制单元22 发送表示传感器16A所感测的储存液15的温度的信号。在一些实施例中，连接器23可以是铜线、电缆或其它通信链路。在一个实施例中，接收器20可以经由线(例如铝线或铜线) 耦合到电力供应装置(即，电池、插头、A/C干线或其他电源)。在一个实施例中，可以经由线将控制单元22直接连接到该电力供应装置，并且可以经由线从该控制单元向接收器20 提供电力。控制单元22可以是微控制器或处理器，该微控制器或处理器被配置为基于表示储存液15的温度的无线信号来控制储存液15的温度。控制单元22还可以被配置为对其从接收器20接收的温度信息进行处理，使得温度值和/或对应的加湿值可以被显示给用户。在图2所示的实施例中，使用电磁感应从基础单元12向腔14供应电力。由基础单元12承载变压器151的初级线圈150并且由腔14承载变压器151的次级线圈152。初级线圈150可以被(直接地或间接地)链接到电力供应装置(即，电池、插头、A/C干线)。 初级线圈150可以经由线(例如铝线或铜线)耦合到该电力供应装置。在一个实施例中，可以经由线将控制单元22直接连接到电力供应装置，并且可以经由线从该控制单元向初级线圈150提供电力。初级线圈150中的变化电流在铁芯中建立了变化的磁场，由此在次级线圈152中感应出电压。同样地，可以非接触地向腔14供应电力。然后可以经由线119(其可以是例如铝线、铜线或其他线)从次级线圈152向腔14的其他部件(例如处理单元154) 提供电力。在一个实施例中，可以经由铝线或铜线、电缆或其他链路从次级线圈152向传感器16A提供电力。可以可选地将传感器16A连接到可替代的电源(即电池)。图2的实施例中示出的加湿器100的很多部件类似于图1中示出的实施例的部件，并且因此将由相同的附图标记标注。如图2中所示，传感器16A可以由腔14承载并且可以被配置为检测储存液15的温度。类似于图1中的实施例，加湿器100包括基础单元 12和被构造为并且布置为保持储存液15的腔14。腔14承载辐射信号发射器118，该辐射信号发射器118与传感器16A操作关联。发射器118被布置为发送表示所感测的温度的辐射信号。基础单元12承载辐射信号接收器120，该辐射信号接收器120被布置为从发送器 118接收辐射信号。加湿器100还包括至少部分地基于辐射信号接收器120所接收的辐射信号来对腔14内的状况进行控制的控制单元22，该状况是腔14内的气体的湿度和/或液体的温度。在该实施例中，传感器16A是热敏电阻。传感器16A的电阻与该传感器所感测的温度成正比或成反比。在该实施例中，可以经由连接器117将传感器16A操作性连接到处理单元154，该连接器117采用铜线、电缆或其它通信链路的形式。处理单元巧4可以包括软件、逻辑和/或电路以处理从传感器16A接收的信号。该处理单元可以被配置为将该传感器的电阻值转换为基于储存液15的温度的依赖频率或依赖周期的信号。在一个实施例中，处理单元IM可以包括具有可变振荡频率的振荡器电路，该可变振荡频率响应于传感器16A的电阻的改变而改变。可以由变压器151的次级线圈152对处理单元巧4供电。可以预料到的是，可以使用其他温度传感器来替代热敏电阻，例如热电偶、热电堆、温度计和本领域已知的其他温度传感器。可以通过连接器将处理单元巧4操作性连接到辐射信号发射器118，该连接器可以采用铜线、电缆或其它通信链路的形式，该辐射信号发射器118被配置为向设置在基础单元12上的辐射信号接收器120发射表示储存液15的温度的信号。可以经由铝线或铜线或其它链路从次级线圈152向发射器118供应电力。在该实施例中，辐射信号发射器118 是光发射器并且辐射信号接收器120是光接收器。在一个实施例中，光发射器118被配置为发射光(辐射)脉冲，该光(辐射)脉冲用信号表示从处理单元1 接收的频率，该频率表示传感器16A所感测的温度。在接收来自光发射器118的该信号之后，光接收器120可以经由连接器123向控制单元22发送信号，该控制单元22可以采用例如微控制器或处理器的形式，在控制单元22中对该信号进行处理。在一些实施例中，连接器123可以是铜线、 电缆或其它通信链路。可以经由铝线或铜线或其它链路从控制单元22或者直接从电力供应装置向接收器120供应电力。控制单元22可以包括逻辑、软件和/或电路以将频率值或周期值转换为温度值和/或湿度值，并且该温度值和/或对应的加湿值可以被显示给用户。在图3中示出的实施例中，变压器251被用于向腔14供应电力，并且发射表示储存液15的温度的信号。图3的实施例中示出的加湿器200的很多部件类似于图1中示出的实施例中的部件，并且因此由相同的附图标记标注。类似于图1中的实施例，加湿器200 包括基础单元12和被构造并且布置为保持储存液15的腔14。传感器16A操作性连接到储存液14。储存液14承载与传感器16A操作关联的辐射信号发射器252。发射器252被布置为发送表示所感测的温度的辐射信号。基础单元12承载被布置为从发射器252接收辐射信号的辐射信号接收器250。加湿器200还包括控制单元22，该控制单元22包括软件、 逻辑或电路，用于至少部分地基于辐射信号接收器250所接收的辐射信号来控制腔14内的状况，该状况是腔中的气体的湿度和/或液体的温度。在该实施例中，辐射信号发射器252是变压器251的次级线圈，并且辐射信号接收器250是变压器251的初级线圈。由基础单元12承载变压器251的初级线圈250，并且由腔14承载变压器251的次级线圈252。在一个实施例中，初级线圈250可以被(直接或间接)链接到电力供应装置(即，电池、插头、A/C干线或其它电源)。初级线圈250可以经由线225链接到电力供应装置，该线225可以采用铝线、铜线或其它线的形式。在一个实施例中，可以经由线将控制单元22耦合到电力供应装置，该控制单元22可以采用例如微控制器或处理器的形式，并且可以经由线从控制单元22向初级线圈250提供电力。如先前所描述的，初级线圈250中的变化电流在铁芯中建立变化的磁场，由此在次级线圈252中感应出电压。同样地，可以非接触地向腔14供应电力。然后可以经由线从次级线圈252向腔14的其他部件(例如处理单元254)提供电力，该线可以例如是铝线、铜线或其它线。在一个实施例中，可以经由线或其它链路从次级线圈252向传感器16A提供电力。在图3中示出的实施例中，传感器16A是被设置在腔14上的热敏电阻，并且传感器16A被配置为感测储存液15的温度。如先前所描述的，传感器16A的电阻与该传感器所感测的温度成正比或成反比。传感器16A被操作性连接到处理单元254，该处理单元邪4被配置为将传感器16A的电阻值转换为基于储存液15的温度的依赖频率或依赖周期的信号。 在一个实施例中，可以经由连接器217将传感器16A操作性连接到该处理单元254，该连接器217可以采用铜线、电缆或其它通信链路的形式。可以预料到的是，可以使用其它温度传感器来替代热敏电阻，例如热电偶、热电堆、温度计或本领域已知的其它温度传感器。传感器16A可以向处理单元邪4发送表示储存液15的温度的信号，该处理单元 2M可以包括软件、逻辑和/或电路以处理从传感器16A接收的信号。在一个实施例中，处理单元2M可以经由连接器219向次级线圈252发送信号，该连接器219可以是铜线、电缆或其它通信链路。在一个实施例中，处理单元邪4可以被配置为将该信号转换为RF信号， 然后可以将该RF信号发送到次级线圈252。然后次级线圈252可以将表示储存液15的温度的RF信号耦合到初级线圈250。被发送到初级线圈250的信号的频率取决于传感器16A 所感测的温度。可以经由连接器221将初级线圈250操作性连接到解调器沈0，该解调器 260被配置为从已调制信号中恢复温度信息。在一些实施例中，连接器221可以是铜线、电缆或其它通信链路。解调器260可以包括软件、逻辑和/或电路以处理该已调制信号。然后解调器260可以经由连接器223向控制单元22发送处理后的信息，在控制单元22中该信息被进一步处理并且基于传感器16A 所感测的储存液15的温度来控制加热元件M的输出。在一些实施例中，连接器223可以是铜线、电缆或其它通信链路。控制单元22可以包括软件、逻辑和/或电路以处理其接收的温度信息，使得温度值和/或对应的加湿值可以被显示给用户。可以预料到的是，上述以及在图1、图2和图3中描述的实施例可以包括传感器 16B，该传感器16B可以是被配置为感测腔14中的气体的湿度的湿度传感器。如上文所述， 传感器16B可以是被配置为感测其它参数或状况的其它类型的传感器，该其它的参数或状况例如是腔14内的气体的压力、通过该腔的气体的流速、腔中气体的氧气水平和/或腔中的气体的二氧化碳水平。可以以与传感器16A类似的方式将传感器16B操作性连接到加湿器10、100或200的其它部件。加湿器10、100或200可以包括传感器16A和16B中的一个或两者。在包括传感器16B的实施例中，发射器18、118或252可以被布置为发送表示所感测的状况的辐射信号。接收器20、220或250可以被布置为接收来自发射器18、118或252 的辐射信号，并且控制单元22可以至少部分地基于接收器20、220或250所接收的辐射信号来控制腔14内的状况。图4示出了本发明的操作方法60。在步骤62，开启加湿器10。该方法进行到步骤 64，其中传感器16A、16B感测腔14内的状况，例如液体的温度、腔中气体的湿度和/或其它状况或参数。在包括传感器16A并且其中传感器16A是热敏电阻的实施例中，传感器的电阻根据温度而变化。同样地，该传感器的电阻值表示储存液15的温度。在包括传感器16B 并且其中传感器16B是湿度传感器的实施例中，传感器16B的电阻根据湿度而变化。同样地，该传感器的电阻值表示腔14中的气体的湿度。该信息被发送到辐射信号发射器18、118 或252。在其中包括处理单元154、2M的实施例中，在信号被发送到辐射信号发射器18、118 或252之前，信号被发送到处理单元来进行处理。在一些实施例中，在信号被发送到辐射发射器18、118或252之前，该信号可以被放大或者被转换为RF频率。方法60进行到步骤66，其中辐射信号发射器18、118或252向辐射信号接收器20、 120或250发射表示所感测的腔14内状况的信号。然后方法60进行到步骤68，其中辐射信号接收器20、120或250接收信号。在该过程期间，辐射信号接收器20、120或250可以被用于向辐射信号发射器18、118或252提供电力。在图2和图3示出的实施例中，辐射信号接收器20、120、250使用电磁感应来向辐射信号发射器18、118或252提供电力。
然后该方法进行到步骤70，其中该信号被发送到控制单元22以被处理。在图3的实施例中，该信号首先被发送到解调器沈0，其中从要被发送到控制单元22的已调制信号中提取出信息。在将该信号或信息处理为温度值或湿度值之后，然后控制单元22至少部分基于辐射信号接收器20、120或250所接收的无线辐射信号来控制液体的温度和/或腔14 中的气体的湿度。可以通过控制加热元件M的输出来控制该温度和/或湿度。在一些实施例中，温度值和/或对应的加湿值可以被显示给用户。图5示出了使用加湿器10、100或200的呼吸系统30。系统30包括压缩气体源 32、加湿器10、100或200以及用户接口 33。如图5所示，压缩气体源32包括本领域所熟知的 PAP 机 34(例如，Respironics 的REMstar 禾BSleepEasy 系列的 PAP 机)。然而， 根据本发明的可替代实施例，可以使用多种可替代的压缩气体源32(例如，呼吸器、氧浓缩器、压缩气罐等)来提供多种压缩气体(例如，来自外部环境或储存容器的压缩空气、富氧空气等等)，且没有偏离本发明的范围。PAP机34的压缩气体出口 36经由适当的通道(例如管道40)流体连接到加湿器14的腔入口 38。如图5所示，加湿器10、100或200的腔出口 42经由适当的流体通道(例如挠性管道44)流体连接到用户接口 33。用户接口 33可以包括用于将压缩气体引向用户气道和 /或将压缩气体引导到用户气道中的任何类型的适当用户接口(例如，全面罩；鼻罩；鼻枕罩；插管)。依据所使用的呼吸系统的类型，用户接口 33可以包括呼气端口 46 (例如，当用户接口内的压力超过预定值时对外界环境打开的止回阀或者减压阀)。美国专利No. 5655522、No. 6360741、No. 6401713、No. 6467477、No. 6644311 以及 No. 6959710公开了可以被用作本发明的一个或多个实施例中的一部分的各种压缩气体源、 用户接口和/或呼吸系统的其他部分，这些美国专利的全部内容在此通过引用的方式并入本文。基础单元12易松开地附着在PAP机34上。然而，可替代地，基础单元12可以被永久附着在PAP机34上(例如通过一体形成)，而没有偏离本发明的范围。基础单元12与 PAP机34之间的附着(易松开的或不易松开的)使PAP机的压缩气体出口 36与加湿器10 的入口 38之间的可靠连接(例如经由适当的管道40)变得容易。可替代地，加湿器10可以包括经由适当的通道(例如挠性管道)连接到PAP机34的独立单元。在一些实施例中，可以对PAP机34和基础单元12 —起进行供电(例如，经由公共电力插头或电池)。可替代地，在一些实施例中，可以分别地对PAP机34和基础单元12进行供电。如图5所示，加热元件34安装在基础单元12上，并且加热元件34被相对于腔14 的储存液15来放置以便对其中的液体进行加热，从而促进被加热的液体的蒸发以及通过腔14的气体的加湿。可替代地，在一些实施例中，加热元件M本身可以被包含到腔14内。随着系统30中的气体从入口 38通过腔14到达出口 42，腔14中的蒸汽被输送到该气体，由此升高了该系统中的位于加湿器10、100或200下游的气体的湿度。在下文，描述了系统30的操作。在使用之前，用户将加湿腔14从系统中拆下，并且利用适当的加湿液体(例如蒸馏水)将腔14填充到期望的水平。然后用户开启系统30。 用户可以使用加湿界面来设定系统的期望加湿水平。在一个实施例中，用户可以使用温度界面来设定期望的温度设定。
如图5所示，PAP机；34经由PAP机的腔出口 36、管道40以及腔的腔入口 38将压缩气体引导到腔14内。加热元件M对该液体进行加热，使得该液体蒸发成在腔14内的压缩气体蒸汽。气体压力经由加湿腔的出口 42和管道44将加湿后的气体引导到用户接口 33，由此向用户提供压缩的加湿后的气体。在该过程期间，传感器16A和/或传感器16B感测腔14内的状况，例如该腔中的气体的湿度和/或液体的温度。在其中传感器16A是热敏电阻的实施例中，传感器16A的电阻可以根据储存液15的变化温度而变化。可以将该电阻值发送到发射器18、118或252。接收器20、120或250向发射器18、118或252提供电力， 并且发射器18、118或252经由发射器18、118或252与接收器20、120或250之间的“空间 (airspace)，，向接收器20、120或250发送表示腔14内的状况的信号。在接收到来自发射器18、118或252的温度信息或湿度信息之后，接收器20、120 或250向控制单元22发送该信息，该控制单元22对表示温度或湿度的信号进行处理，并且基于预定的用户期望的温度值或湿度值与腔14内的当前状况的比较来控制腔14内的状况。加湿器10、100或200还可以将当前的温度值和/或对应的加湿值进行显示。虽然为了说明的目的已经基于当前被认为是最实际和最优选的实施例详细地对本发明进行了描述，但是应当理解的是，这样的细节仅仅用于该说明目的，并且本发明并不限于所公开的实施例，而且恰恰相反，本发明旨在覆盖处于所附的权利要求的精神和范围之内的修改以及等同布置。例如，应当理解的是，本发明预期了 在可能的情况下，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征进行组合。


一种呼吸加湿器(10)具有基础单元(12)和被构造为保持液体(15)的腔(14)。传感器(16a、16b)连接到该腔并且被配置为感测该腔内的状况。辐射信号发射器(18)由该腔承载并且与该传感器关联。该发射器无线地发送表示所感测的状况的辐射信号。该加湿器包括由基础单元承载的用于接收该信号的辐射信号接收器(20)。该加湿器包括控制单元(22)，该控制单元(22)基于辐射信号接收器接收的辐射信号来控制该状况。另一方面提供了一种使用该加湿器的呼吸系统(30)。该呼吸系统包括气流生成器(32)，该气流生成器(32)生成去往用户回路的气流，该用户回路耦合到该气流生成器并且被配置为向用户输送该气流。