DE102012014503A1

DE102012014503A1 - Gasmesssystem

Info

Publication number: DE102012014503A1
Application number: DE102012014503.9A
Authority: DE
Inventors: Kai Kück; Hans-Ullrich Hansmann; Andreas Mohrmann; Arne Tröllsch; Detlef Ott
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-01-23
Also published as: EP2875333B1; AU2013292003A1; CA2874416C; US20150168307A1; WO2014012974A1; US10801965B2; CA2874416A1; EP2875333A1; CN104641218A

Abstract

Ein Gasmesssystem zur Messung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches mittels der Farbveränderung wenigstens eines Reaktionsstoffes an einer Reaktionsträgereinheit (2), wobei der wenigstens eine Reaktionsstoff an der Reaktionsträgereinheit (2) getrennt innerhalb von wenigstens zwei lichtdurchlässigen Kanälen (3) angeordnet ist, soll in der Weise verbessert werden, dass Daten mit einem geringen technischen Aufwand zuverlässig ausgelesen werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Datenleseeinrichtung als eine Digitalkamera (17) und/oder als ein Lesegerät (30) für einen elektronischen Datenspeicher ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasmesssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine Reaktionsträgereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 und ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmesssystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.
Gasmesssysteme werden zur Messung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches mittels einer Farbveränderung wenigstens eines Reaktionsstoffes eingesetzt. An einer Reaktionsträgeeinheit mit einem Chip oder einer Platte sind an dem Chip durchsichtige Glasröhrchen angeordnet. Innerhalb der Glasröhrchen ist der gleiche oder ein unterschiedlicher Reaktionsstoff angeordnet. Ein übriges Gasmesssystem umfasst eine Saugpumpe zum Fördern des Gasgemisches durch das Glasröhrchen und damit zu dem Reaktionsstoff sowie eine mechanische Lagerung als Gleitlagerung für die Reaktionsträgereinheit. Dabei wird die Reaktionsträgereinheit als auswechselbare Einheit in das übrige Gasmesssystem zunächst eingeführt und anschließend wird von einem Servomotor die Reaktionsträgereinheit in eine vorgegebene Position gebracht. Durch einen Gasstutzen wird von der Saugpumpe das Gasgemisch durch das Glasröhrchen gefördert und bei einem Vorhandensein von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten, auf welche der Reaktionsstoff eine Farbveränderung durchführt, kommt es zu einer Farbveränderung des Reaktionsstoffes. Diese Farbveränderung wird von einer optoelektronischen Erkennungseinrichtung, nämlich mehreren, z. B. 6 SI-Dioden erfasst und mit einer Auswerteeinrichtung werden die von der optoelektronischen Erkennungseinrichtung erfassten Daten ausgewertet. Hierfür sind an der Reaktionsträgereinheit an einem Barcode als Strichcode als Mittel zum Speichern von Informationen Daten hinterlegt, die von den SI-Dioden ausgelesen und zu der Auswerteinrichtung übertragen werden. Diese Daten sind zum Auswerten erforderlich, z. B. handelt es sich um Daten hinsichtlich der Art des Reaktionsstoffes. In nachteiliger Weise können aus dem Barcode als Strichcode nur geringe Datenmengen gespeichert werden und das Auslesen ist störungsanfällig. Derartige Gasmesssysteme werden beispielsweise an Arbeitsplätzen, an Sondermülldeponien oder bei einem Chemikalienunfall eingesetzt, um austretende Schadstoffe unbekannter Art und Konzentration schnell erfassen zu können.
Die DE 39 02 402 C1 zeigt eine Vorrichtung zur Messung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches unter Verwendung von optisch wahrnehmbaren Reaktionszonen von Gasprüfröhrchen, welche eine mit der nachzuweisenden Komponente reagierende Substanz enthalten, wobei die Veränderung der Reaktionszone durch direkte Betrachtung und/oder durch eine optoelektronische Abtastvorrichtung feststellbar ist. Dabei sind mehrere Kanäle auf einem chipförmigen, in eine optoelektronische Abtastvorrichtung austauschbar einsetzbaren Träger angeordnet. Die Abtastvorrichtung ist dabei als ein LED-Array ausgebildet.
Die DE 43 03 858 C2 zeigt eine Vorrichtung für den kolorimetrischen Nachweis von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches aufgrund der Verfärbung einer in einem Kanal angeordneten Reaktionszone, von denen eine oder mehrere auf einem scheibenförmigen transparenten Träger aufgenommen sind, der in eine von einer Signalsendeeinheit in einer Signalempfangseinheit erfassten Auswerteposition bringbar ist. Auf dem Träger ist ferner ein Barcode als Datenfeld angeordnet. Die Signalempfangseinheiten sind dabei als CCD-Sensoren ausgebildet. Beispielsweise handelt es sich um Silizium-Photodioden oder Silizium-Transistoren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Gasmesssystem, eine Reaktionsträgereinheit und ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmesssystems zur Verfügung zu stellen, bei dem die Daten an einem Mittel zum Speichern von Daten an der Reaktionsträgereinheit mit einem geringen technischen Aufwand zuverlässig ausgelesen werden können und auch größere Datenmengen preiswert gespeichert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Gasmesssystem bzw. einer Gasmessanordnung zur Messung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches mittels einer Farbveränderung wenigstens eines Reaktionsstoffes an einer Reaktionsträgereinheit, wobei der wenigstens eine Reaktionsstoff an der Reaktionsträgereinheit getrennt innerhalb von wenigstens zwei lichtdurchlässigen Kanälen angeordnet ist, das Gasmesssystem umfassend eine Gasfördereinrichtung zur Förderung des Gasgemisches durch einen Kanal und zu dem wenigstens einen Reaktionsstoff, eine mechanische Lagerung, insbesondere Gleitlagerung, für die Reaktionsträgereinheit, vorzugsweise einen Motor zum Bewegen der Reaktionsträgereinheit oder einer anderen Komponente, so dass das Gasgemisch getrennt durch einen der wenigstens zwei Kanäle förderbar ist, eine optoelektronische Erkennungseinrichtung zur Erfassung einer Farbveränderung des wenigstens einen Reaktionsstoffes während und/oder nach der Förderung des Gasgemisches durch einen Kanal, wobei vorzugsweise in Strömungsrichtung des Gasgemisches durch den Kanal an wenigstens zwei getrennten Positionen die Farbveränderung erfassbar ist, eine Datenleseeinrichtung zum Auslesen von an der Reaktionsträgereinheit gespeicherten Daten, eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von der optoelektronischen Erkennungseinrichtung erfassten Daten, eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der von der Auswerteeinrichtung ausgewerteten Daten, wobei die Datenleseeinrichtung als eine Digitalkamera und/oder als ein Lesegerät für einen elektronischen Datenspeicher ausgebildet ist.
Mit der Digitalkamera kann in vorteilhafter Weise auch ein großflächiger Matrixcode auf der Reaktionsträgereinheit ausgelesen werden, sodass damit auch größere Datenmengen, die an dem Matrixcode gespeichert sind, von der Kamera ausgelesen werden können. Die Digitalkamera ist dabei in der Lage, ein Foto des Matrixcodes zu machen, welches anschließend von der Auswerteeinrichtung aufgrund einer entsprechenden Software ausgewertet werden kann. Mit dem Lesegerät für elektronische Datenspeicher können auch elektronische Datenspeicher, zum Beispiel RFID-Chips, ausgelesen werden. Dadurch können in vorteilhafter Weise zur Speicherung von Daten an der Reaktionsträgereinheit nicht nur auf optische Systeme, wie einem optischen Code zurückgegriffen werden, sondern auch elektronische Datenspeicher zur sicheren Speicherung von größeren Datenmengen eingesetzt werden.
In einer ergänzenden Variante umfasst das Lesegerät einen Empfänger, z. B. eine Antenne, und vorzugsweise einen Sender, z. B. eine Antenne, für drahtlose Signale, z. B. magnetische Wechselfelder oder Funkwellen. RFID-Chips werden beispielsweise mittels magnetischen Wechselfeldern oder Funkwellen ausgelesen.
In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst das Lesegerät elektrische Kontaktelemente zur leitungsgebundenen Datenübertragung von der Reaktionsträgereinheit zu dem Gasmesssystem und vorzugsweise umgekehrt. Mittels elektrischer Kontaktelemente kann eine elektrische Verbindung zwischen dem elektronischen Datenspeicher und dem (übrigen) Gasmesssystem, insbesondere dem Lesegerät und/oder der Auswerteeinrichtung, hergestellt werden, zur Datenübertragung von dem elektronischen Datenspeicher auf das Gasmesssystem, zum Beispiel die Auswerteeinrichtung und/oder das Lesegerät. Das übrige Gasmesssystem ist das Gasmesssystem ohne die Reaktionsträgereinheit.
In einer zusätzlichen Variante umfasst das Lesegerät ein Bussystem oder einen Teil eines Bussystems zur leitungsgebundenen Datenübertragung von der Reaktionsträgereinheit zu dem Gasmesssystem und vorzugsweise umgekehrt. Das Bussystem kann ebenfalls wie eine leitungsgebundene Datenübertragung nicht nur Daten, sondern auch elektrische Energien auf den elektronischen Datenspeicher übertragen. Dies ermöglicht eine besondere zuverlässige Datenübertragung.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist das Lesegerät wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von der Auswerteeinrichtung gebildet. In die Auswerteeinrichtung können entsprechende Einrichtungen, zum Beispiel ein Sender oder ein Empfänger, eingebaut werden, sodass dadurch die Auswerteeinrichtung auch das Lesegerät bildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Digitalkamera mit einem elektronischen Bildwandler bzw. Bildsensor und einer Abbildungsoptik, vorzugsweise ein Linsensystem, ausgebildet und/oder die Digitalkamera ist als ein Kamerachip, insbesondere ein CMOS-Kamerachip, ausgebildet und/oder die optoelektronische Erkennungseinrichtung ist von der Digitalkamera gebildet. Die Digitalkamera kann somit nicht nur zum Auslesen des Matrixcodes eingesetzt werden, sondern auch als optoelektronische Erkennungseinrichtung zur Erfassung der Farbveränderung des wenigstens einen Reaktionsstoffes.
Zweckmäßig ist der Motor als eine Elektromotor, insbesondere Servomotor, ausgebildet und vorzugsweise ist der Motor mittels einer Antriebsrolle in mechanischer Wirkverbindung mit der Reaktionsträgereinheit bringbar und/oder die Auswerteeinrichtung umfasst einen Prozessor, z. B. einen Mikrocontroller, und einen Auswerte-Datenspeicher und/oder die Anzeigeeinrichtung umfasst einen Bildschirm und/oder einen Lichtsender, z. B. eine Lampe oder eine LED, und/oder einen Signaltonerzeuger und/oder mit dem Gasmesssystem ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar und/oder das Gasmesssystem umfasst die in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Reaktionsträgereinheit.
Erfindungsgemäße Reaktionsträgereinheit für ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Gasmesssystem, umfassend einen Chip oder eine Platte und an dem Chip oder der Platte angeordnete Röhrchen, insbesondere Glasröhrchen, die die Kanäle begrenzen und innerhalb der Röhrchen der wenigstens eine Reaktionsstoff angeordnet ist und ein Mittel zum Speichern von Daten, wobei das Mittel zum Speichern von Daten als eine Matrixcodierung, insbesondere ein Matrixbarcode, oder als ein elektronischer Datenspeicher ausgebildet ist. Die Reaktionsträgereinheit kann somit mit der Matrixcodierung oder dem elektronischen Datenspeicher große Datenmengen sicher und zuverlässig preiswert speichern. Darüber hinaus ist es möglich, auch Daten auf dem elektronischen Datenspeicher zu speichern, während sich die Reaktionsträgereinheit an dem übrigen Gasmesssystem bzw. dem Gasmesssystem befindet. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten für den Betrieb des Gasmesssystems.
In einer ergänzenden Variante ist der elektronische Datenspeicher als ein RFID-Chip oder als ein RAM-Datenspeicher, insbesondere ein SRAM-Chip oder ein NVRAM-Chip, oder als ein ROM-Datenspeicher, insbesondere ein PROM-Chip oder ein EPROM-Chip, ausgebildet und/oder die Reaktionsträgereinheit umfasst einen Sender, z. B. eine Antenne, und vorzugsweise einen Empfänger, z. B. eine Antenne, für drahtlose Signale, z. B. magnetische Wechselfelder oder Funkwellen und/oder die Reaktionsträgereinheit umfasst elektrische Kontaktelemente und/oder ein Bussystem oder einen Teil eines Bussystems zur leitungsgebundenen Datenübertragung von der Reaktionsträgereinheit zu dem Gasmesssystem und vorzugsweise umgekehrt.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Matrixcodierung als eine, insbesondere auf den Chip oder die Platte, gedruckte Matrixcodierung ausgebildet oder die Matrixcodierung ist als eine LED-Anordnung ausgebildet. Die Matrixcodierung ist beispielsweise eine auf den Chip oder die Platte als Schwarzweißdruck aufgedruckte Matrixcodierung. Derartige Matrixcodierungen können nicht verändert werden und können einfach von der Digitalkamera ausgelesen werden. Abweichend hiervon kann die Matrixanordnung auch von einer LED-Anordnung ausgebildet sein. Dabei sind eine größere Anzahl an LEDs, insbesondere OLEDs, in Zeilen und Spalten angeordnet und in Abhängigkeit davon, welches der LEDs ein- oder ausgeschaltet ist, kann dadurch eine bestimmte Information gespeichert sein. Hierzu weist die Reaktionsträgereinheit eine Energieversorgungseinheit, zum Beispiel eine Batterie, und eine Steuerungseinheit auf, welche steuert, welche der LEDs ein- oder ausgeschaltet sind. Dadurch können Veränderungen der Matrixcodierung herbeigeführt werden, auch in Abhängigkeit von der Zeit, sodass dadurch unterschiedliche Matrixcodierungen von einer identischen Reaktionsträgereinheit einfach zur Verfügung gestellt werden können. So sind lediglich entsprechend andere Daten auf die Steuerungseinheit zu übertragen, sodass von dieser entsprechend andere LEDs ein- oder ausgeschaltet werden.
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Gasmesssystems, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Gasmesssystems, mit den Schritten vorzugsweise Bewegen einer Reaktionsträgereinheit oder einer anderen Komponente mit einem Motor, Übertragen von Daten von einem Mittel zum Speichern von Daten an der Reaktionsträgereinheit mittels einer Datenleseeinrichtung auf das (übrige) Gasmesssystem, insbesondere auf eine Auswerteeinrichtung des Gasmesssystems, Fördern eines Gasgemisches durch einen, insbesondere nur einen, Kanal mit wenigstens einem Reaktionsstoff mittels einer Gasfördereinrichtung, Erfassen einer Farbveränderung mittels einer optoelektronischen Erkennungseinrichtung des wenigstens einen Reaktionsstoffes während und/oder nach der Förderung des Gasgemisches durch den Kanal, wobei vorzugsweise in Strömungsrichtung des Gasgemisches durch den Kanal an wenigstens zwei getrennten Positionen die Farbveränderung erfasst wird, Auswerten der von der optoelektronischen Erkennungseinrichtung erfassten Daten bezüglich der Farbveränderung mittels einer Auswerteeinrichtung, optisches und/oder akustische Anzeige der von der Auswerteeinrichtung ausgewerteten Daten mittels einer Anzeigeeinrichtung, wobei die Daten von einem Matrixcode oder einem elektronischen Datenspeicher ausgelesen werden.
In einer zusätzlichen Variante werden die Daten optisch mit einer Digitalkamera oder drahtgebunden oder drahtlos, insbesondere mittels einer Funkwellen oder einem veränderlichen Magnetfeld, mit einem Lesegerät ausgelesen. Beim optischen Auslesen der Daten mittels der Digitalkamera von dem Matrixcode wird von der Digitalkamera ein Foto des gesamten Matrixcodes erstellt und die Daten dieses Fotos werden anschließend zu der Auswerteeinrichtung übertragen und von dieser ausgewertet. Dadurch können die in dem Matrixcode optisch gespeicherten Daten auf die Auswerteeinrichtung übertragen werden. Als Funkverbindung wird beispielsweise eine Bluetooth Funkverbindung eingesetzt.
In einer ergänzenden Ausgestaltung werden Daten, z. B. hinsichtlich der Konzentration von gas und/oder dampfförmigen Komponenten des Gasgemisches, auf den elektronischen Datenspeicher, insbesondere von der Auswerteeinrichtung, übertragen, insbesondere mittels des Lesegerätes und/oder die Farbveränderung des wenigstens einen Reaktionsstoffes wird, insbesondere ausschließlich, mit der Digitalkamera erfasst. Auf dem elektronischen Datenspeicher, zum Beispiel dem RFID-Chip, können auch Daten abgespeichert werden. Beispielsweise kann die mit der Reaktionsträgereinheit erfasste Konzentrationen an gas- und/oder dampfförmigen Komponenten in dem elektronischen Datenspeicher nach dem Auswerten der Daten bezüglich der Farbänderungen mittels der Auswerteeinrichtung auf dem elektronische Datenspeicher gespeichert werden. Dadurch ist eine zusätzliche Sicherung dieser Daten möglich.
In einer weiteren Ausführungsform werden Daten zur Identifikation des Benutzers und/oder zur Art des wenigstens einen Reaktionsstoffes und/oder zur Kalibrierung für andere Massenströme bei einem von Luft abweichenden Trägergas und/oder als Softwareupdate für die Auswerteeinrichtung ausgelesen.
Zweckmäßig wird der elektronische Datenspeicher nach dem Auslesen der Daten entwertet, zerstört oder unlesbar. Das Entwerten, Zerstören oder Unlesbarmachen des elektronischen Datenspeichers wird beispielsweise durch einen gedrückten Chipanzeigestift, einen Farbumschlag durch eine feuchtempfindliche Schicht in einer Kapillare oder durch einen Glasbruch an dem elektronischen Datenspeicher ausgeführt, indem ein entsprechendes kleines Glas im Bereich des elektronischen Datenspeichers an der Reaktionsträgereinheit angeordnet ist und dieses Glas mechanisch zerstört wird nach dem Auslesen, sodass aufgrund der Zerstörung des Glases die Daten aus dem elektronischen Datenspeicher nicht mehr ausgelesen werden können, da dadurch beispielsweise der elektronische Datenspeicher zerstört oder ein Ein- oder Auslesen von Daten nicht mehr möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Gasmesssystem eine Sendeeinrichtung, z. B. eine LED, zur Emission von elektromagnetischer Strahlung, so dass mit der elektromagnetischen Strahlung der wenigstens eine Reaktionsstoff durchstrahlbar und/oder anstrahlbar ist und/oder das Gasmesssystem umfasst ein Gehäuse und das Gehäuse bildet vorzugsweise zusätzlich die Gleitlagerung für die Reaktionsträgereinheit. Mittels der Sendeeinrichtung wird der Reaktionsstoff an- oder durchgestrahlt, so dass dadurch Farbveränderungen an dem Reaktionsstoff besonders genau von der Digitalkamera erfasst werden können.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Gasfördereinrichtung als eine Pumpe, insbesondere Saugpumpe, ausgebildet und/oder das Gasmesssystem umfasst einen zwischen zwei Stellungen bewegbaren Gasstutzen, der fluidleitend mit der Gasfördereinrichtung verbunden ist, so dass in einer ersten Stellung des Gasstutzens keine fluidleitende Verbindung zwischen dem Gasstutzen und einem Kanal besteht und in einer zweiten Stellung des Gasstutzens eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Gasstutzen und dem Kanal besteht.
Zweckmäßig umfasst die Reaktionsträgereinheit wenigsten zwei zwischen zwei Stellungen bewegliche Anzeigestifte und ein Anzeigestift ist je einem Röhrchen zugeordnet, so dass in einer ersten Stellung des Anzeigestiftes der mit dem Gasgemisch unbeaufschlagte Reaktionsstoff innerhalb des zugeordneten Röhrchens anzeigbar ist und in der zweiten Stellung des Anzeigestiftes der mit dem Gasgemisch beaufschlagte Reaktionsstoff innerhalb des zugeordneten Röhrchens anzeigbar ist und/oder die Digitalkamera ist in einem Abstand zwischen 2 und 50 mm, insbesondere zwischen 15 und 20 mm, zu dem Röhrchen angeordnet, welches von der Digitalkamera erfasst ist. Das Mittel zum Speichern von Daten umfasst insbesondere Daten hinsichtlich des Reaktionsstoffes und/oder der Anzahl der Röhrchen an der Reaktionsträgereinheit. In Abhängigkeit von diesen hinterlegten Daten des Reaktionsstoffes für unterschiedliche Reaktionsträgereinheiten mit unterschiedlichen Reaktionsstoffen in den Röhrchen erfolgt die Auswertung der von der Digitalkamera erfassten Daten mittels der Auswerteeinrichtung.
Insbesondere werden von der Digitalkamera, insbesondere ausschließlich, die Farben rot, grün und blau erfasst und/oder von der Digitalkamera, insbesondere nur einer Digitalkamera, wird in Strömungsrichtung des Gasgemisches durch den Kanal an einer großen Anzahl, z. B. wenigstens 5, 10, 50, 100 oder 500, von getrennten Positionen die Farbveränderung getrennt erfasst und/oder von der Digitalkamera wird der zeitliche Verlauf der Farbveränderung während und/oder nach der Förderung des Gasgemisches durch den Kanal erfasst und vorzugsweise in einem Auswerte-Datenspeicher gespeichert und/oder von der Digitalkamera, insbesondere nur einer Digitalkamera, wird an dem Reaktionsstoff an einer fiktiven Linie in Strömungsrichtung des Gasgemisches an der gesamten fiktiven Linie die Farbveränderung erfasst. Die Abbildungsoptik oder der Abstand der Digitalkamera zu den Röhrchen ist dahingehend ausgebildet, dass von der Digitalkamera das gesamte Röhrchen mit dem Reaktionsstoff erfasst werden kann, so dass in Strömungsrichtung des Gasgemisches an einer fiktiven Linie diese gesamte fiktive Linie bezüglich der Farbveränderung erfasst werden kann, d. h. an keinem Bereich des Reaktionsstoffes in Strömungsrichtung des Gasgemisches keine Erfassung der Farbveränderung durch die Digitalkamera erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung wird von der Digitalkamera die Position der von dem Motor bewegten Reaktionsträgereinheit erfasst, indem Daten von einem Bildsensor der Digitalkamera ausgewertet werden, insbesondere mittels einer entsprechenden Software an der Auswerteeinrichtung, und vorzugsweise in Abhängigkeit von der mit der Digitalkamera erfassten Position der Motor gesteuert wird.
In einer ergänzenden Variante wird zur fluidleitenden Verbindung der Gasfördereinrichtung mit dem Kanal ein Gasstutzen zu, an oder in den Kanal bewegt und/oder vor und/oder während des Förderns des Gasgemisches wird durch den Kanal ein dem Kanal zugeordneter Anzeigestift an der Reaktionsträgereinheit von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt, insbesondere indem der Gasstutzen in Kontakt mit dem Anzeigestift während einer Bewegung des Gasstutzens gebracht wird, so dass dadurch der Anzeigestift von der ersten in die zweite Stellung bewegt, insbesondere gedrückt, wird.
In einer weiteren Variante wird von der Digitalkamera die Stellung des Anzeigestiftes erfasst, um dadurch zu erfassen, ob durch den dem Anzeigestift zugeordneten Kanal mit dem Reaktionsstoff kein Gasgemisch durchgeleitet worden ist oder bereits ein Gasgemisch durchgeleitet worden ist. Der Anzeigestift weist dabei eine andere Farbe auf als die übrige Reaktionsträgereinheit, insbesondere der Chip oder die Platte, dadurch kann mittels zweier entsprechender unterschiedlicher ROI (region of interest) von der Digitalkamera die erste und zweite Position des Anzeigestiftes erfasst werden. Aufgrund der entsprechenden Zuordnung jeweils eines Anzeigestiftes zu einem Röhrchen kann dadurch von der Digitalkamera einfach optisch erfasst werden, ob durch ein Röhrchen bereits Gasgemisch geleitet worden ist oder nicht. Dadurch kann in einfacher Weise die bereits erfolgte Benutzung eines Röhrchens zur Messung der Komponenten erfasst werden.
Insbesondere wird die Reaktionsträgereinheit in das übrige Gasmesssystem eingebracht, z. B. eingelegt oder eingeschoben, und dies wird von der Digitalkamera erfasst und/oder in Abhängigkeit von der mit der Digitalkamera erfassten Position, auch aufgrund der Erfassung der Stellung des Anzeigestiftes, der Motor gesteuert wird, so dass die Reaktionsträgereinheit in eine Position bewegt wird, bei welcher bei einer Bewegung des Gasstutzens der Gasstutzen in fluidleitende Verbindung mit einem Kanal gebracht wird durch welchen kein Gasgemisch geleitet worden ist.
Zweckmäßig sind in den Kanälen identische Reaktionsstoffe für identische gas- und/oder dampfförmige Komponenten oder unterschiedliche Reaktionsstoffe für unterschiedliche gas- und/oder dampfförmige Komponenten. Bei identischen Reaktionsstoffen an der Reaktionsträgereinheit können mit der Reaktionsträgereinheit nur identische gas- und/oder dampfförmige Komponenten erfasst werden und bei unterschiedlichen Reaktionsstoffen an der Reaktionsträgereinheit können mit der Reaktionsträgereinheit unterschiedliche gas- und/oder dampfförmige Komponenten erfasst werden.
Erfindungsgemäßes Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit oder eine Steuerungseinheit durchgeführt wird.
Erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit oder einer Steuerungseinheit durchgeführt wird.
Es zeigt:
1 einen stark vereinfachten Längsschnitt eines Gasmesssystems während eines manuellen Einschiebens einer Reaktionsträgereinheit in ein Gehäuse,
2 einen stark vereinfachten Längsschnitt des Gasmesssystems während eines Auslesen einer optischen Codierung mit einer Digitalkamera,
3 einen stark vereinfachten Längsschnitt des Gasmesssystems während einer Erfassung einer Farbveränderung eines Reaktionsstoffes mit der Digitalkamera,
4 einen weiteren stark vereinfachten Längsschnitt des Gasmesssystems während eines Auslesen der optischen Codierung mit der Digitalkamera,
5 eine perspektivische Ansicht der Reaktionsträgereinheit mit einer Matrixcodierung und einem Servomotor mit Antriebsrolle,
6 eine Seitenansicht der Digitalkamera, der Reaktionsträgereinheit mit einem Anzeigestift in einer ersten Stellung und der Reaktionsträgereinheit mit dem Anzeigestift in einer zweiten Stellung,
7 eine perspektivische Ansicht des Anzeigestiftes in der ersten Stellung und des Anzeigestiftes in der zweiten Stellung,
8 einen Längsschnitt einer Saugpumpe mit Gasstutzen in einer ersten Stellung und eines Teils der Reaktionsträgereinheit.
9 einen Längsschnitt der Saugpumpe mit Gasstutzen in einer zweiten Stellung und des Teils der Reaktionsträgereinheit,
10 eine perspektivische Ansicht der Reaktionsträgereinheit mit einem RFID-Chip und
11 eine perspektivische Ansicht der Reaktionsträgereinheit mit einem RAM-Chip.
Ein Gasmesssystem 1 dient zur Messung bzw. Erfassung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten. In eine Gasmessanordnung 1 bzw. einem übrigen Gasmesssystem 1 wird eine austauschbare Reaktionsträgereinheit 2 manuell von Hand von einem Benutzer eingeführt. Dabei ist das Gasmesssystem 1 eine kleine, tragbare Vorrichtung, die mobil aufgrund einer Energieversorgung mittels einer Batterie einsetzbar ist. An einem Gehäuse 25 des übrigen Gasmesssystems 1 sind eine als Saugpumpe 12 ausgebildete Pumpe 11, welche eine Gasfördereinrichtung 10 darstellt, angeordnet, 8 und 9. Das Gehäuse 25 bildet außerdem eine Gleitlagerung für die verschiebliche Reaktionsträgereinheit 2. Mittels eines Motors 13, z. B. eines als Servomotor 15 ausgebildeten Elektromotors 14 und einer von dem Servomotor 15 in eine Rotationsbewegung versetzbare Antriebsrolle 16 kann die Reaktionsträgereinheit 2 innerhalb des Gehäuses 25 bewegt werden, da ein mechanischer Kontakt bzw. eine Verbindung zwischen der Antriebsrolle 16 und der Reaktionsträgereinheit 2 besteht, 5. An dem übrigen Gasmesssystem 1 ist ferner eine Digitalkamera 17, LEDs 27 als Sendeeinrichtung 26 und Farbfilter 28 angeordnet (4).
Die Reaktionsträgereinheit 2 umfasst ein Chip 21 oder eine Platte 21, die lichtdurchlässig ist. Auf einer in 5 dargestellten Oberseite des Chips 21 sind zehn als Glasröhrchen 5 ausgebildete Röhrchen 4 angeordnet, so dass die Röhrchen 4 einen Kanal 3 begrenzen und innerhalb dieses Kanals 3 bzw. der Röhrchen 4 sind in den zehn Glasröhrchen 5 ein identischer Reaktionsstoff 6 angeordnet. An einem in 5 rechts dargestellten Ende der Glasröhrchen 5 weisen diese eine Einströmöffnung 7 auf und an einem in 5 linken Enden der Glasröhren 5 weisen diese eine Ausströmöffnung 8 auf. Die Ein- und Ausströmöffnungen 7, 8 sind dabei von einer Abdichtung 9, z. B. einer Glasabdichtung 9, fluiddicht abgedichtet. Dadurch ist sichergestellt, dass der Reaktionsstoff 6 (7 und 8) innerhalb der Glasröhrchen 5 vor einem Durchleiten des Gasgemisches durch die Röhrchen 4 mittels der Saugpumpe 12 keine Farbveränderung an den Reaktionsstoff 6 bzw. den Reaktionsstoffen 6 eintritt aufgrund einer nicht beabsichtigten und unkontrollierbaren Beaufschlagung des Reaktionsstoffes mit gas- oder dampfförmigen Komponenten. Beispielsweise dient der Reaktionsstoff 6 zur Erfassung von Aceton, so dass bei einem Durchleiten eines Gasgemisches mit Aceton eine Farbveränderung an dem Reaktionsstoff 6 eintritt. Im Bereich der Ausströmöffnungen 8 ist jeweils ein Anzeigestift 23 angeordnet. Jedem der zehn Glasröhrchen 5 ist somit jeweils ein Anzeigestift 23 zugeordnet, 6 und 7. Ferner ist auf der Oberseite des Chips 21 auch eine optische Codierung 22 als Matrixcodierung 23 bzw. Matrixbarcodierung vorhanden.
An der Saugpumpe 12 ist ein Gasstutzen 18 angeordnet und an einem dem Gasstutzen 18 umschließenden Auflagering 19 liegt untenseitig ein elastischer Dichtring 20, z. B. ein Gummidichtring 20, auf bzw. ist an dem Auflagering 19 befestigt (8 und 9). Der Auflagering 19 weist außerdem senkrecht zu der Zeichenebene von 8 und 9 (nicht dargestellt) eine Erweiterung als Anzeigestiftbewegungselement auf. In 8 ist eine erste Stellung der Saugpumpe 12 mit dem Gasstutzen 18 dargestellt und in 9 eine zweite Stellung der Saugpumpe 12 mit dem Gasstutzen 18. In der ersten Stellung gemäß 8 kann kein Gas von der Saugpumpe 12 durch das Glasröhrchen 5 angesaugt werden und die Abdichtung 9 ist weiterhin verschlossen. Bei einer Bewegung der Saugpumpe 12 mit dem Gasstutzen 18 wird zunächst von dem Gasstutzen 18 die Abdichtung 9 aufgebrochen bzw. durchstoßen und anschließend wird der Dichtring 20 außenseitig, oberseitig auf den Chip 21 und das Glasröhrchen 5 aufgelegt, so dass die in die Abdichtung 9 eingefügte Öffnung vollständig abgedichtet ist. Darüber hinaus wird von einem weiteren Stutzen (nicht dargestellt) die Abdichtung 9 an der entsprechenden Einströmöffnung 7 des Glasröhrchens 5 durchstoßen und geöffnet, damit durch die Einströmöffnung 7 das Gasgemisch in das Glasröhrchen 5 einströmen kann. Anschließend wird die Saugpumpe 12 aktiviert und dadurch das Gasgemisch durch die Einströmöffnung 7 eingesaugt, anschließend um den Reaktionsstoff 6 geleitet bzw. der Reaktionsstoff 6 mit dem Gasgemisch beaufschlagt und anschließend wird das Gasgemisch durch die Ausströmöffnung 8, den Gasstutzen 18 und die Saugpumpe 12 wieder in die Umgebung gefördert.
Zur Erfassung von Aceton mittels des Gasmesssystems 1 wird zunächst die Reaktionsträgereinheit 2 in einen Schlitz an dem Gehäuse 25 manuell eingeführt bis zu einem vorgegebenen Anschlag (1). Anschließend wird von dem Servomotor 15 die Reaktionsträgereinheit 2 in die in 2 und 4 dargestellte Position bewegt. In den 1 bis 4 sind aus Vereinfachungsgründen nur ein Teil der Glasröhrchen 5 dargestellt. Dabei ist an dem übrigen Gasmesssystem 1 an dem Gehäuse 25 unterhalb des Chips 21 die Sendeeinrichtung 26 mit LEDs 27 und ein Farbfilter 28 angeordnet. Zum Auslesen der optischen Codierung 22 als Matrixcodierung 29 mit der Digitalkamera 17 werden die LEDs 27 eingeschaltet und aufgrund der Lichtdurchlässigkeit des Chips 21 kann dadurch die optische Codierung 22 ausgeleuchtet und dadurch besser von der Digitalkamera 17 optisch ausgelesen werden. Anschließend wird von dem Servomotor 15 die Reaktionsträgereinheit 2 in eine Stellung bewegt, so dass der Gasstutzen 18 oberhalb der Ausströmöffnung 8 eines ersten Glassröhrchens 5 angeordnet ist. Die Erfassung der Position der Reaktionsträgereinheit 2 erfolgt dabei ebenfalls in einfacher Weise mittels der Digitalkamera 17, da die Auswerteeinrichtung über eine entsprechende optische Software verfügt, mittels der die Position der Reaktionsträgereinheit 2 aufgrund der von der Digitalkamera 17 erfassten Daten bestimmbar ist. Anschließend wird die Saugpumpe 12 mit dem Gasstutzen 18 nach unten bewegt, so dass dadurch von dem Gasstutzen 18 die Abdichtung 9 durchbrochen und das Gasgemisch durch die Ausströmöffnung 8 angesaugt werden kann. Dabei wird von einer nicht dargestellten Erweiterung bzw. Anzeigestiftbewegungselement des Auflageringes 19 zusätzlich der Anzeigestift 23 von einer ersten Stellung gemäß dem oberen Chip 21 in 6 in eine zweite Stellung gemäß dem unteren Chip in 6 bewegt. In der ersten Stellung des Anzeigestiftes 23 steht dieser aus dem Chip 21 weiter heraus als in der zweiten Stellung. Die Stellung des Anzeigestiftes 23 kann auch mit der Digitalkamera 17 erfasst werden. Der Anzeigestift 23 weist eine andere Farbe, z. B. orange, auf als die übrige Reaktionsträgereinheit 2, beispielsweise ist der Chip 21 blau gefärbt. Die Digitalkamera 17 weist dabei zwei getrennte ROIs (region of interest) 24, so dass der in 7 oberen ROI 24 in der ersten Stellung an dem oberen ROI 24 die Farbe orange auftritt und in der zweiten Stellung an dem oberen ROI 24 keine oder eine wesentlich geringere Menge der Farbe des Anzeigestiftes 23 an dem oberen ROI 24 auftritt. Dadurch kann durch die optische Auswertesoftware der Auswerteeinrichtung erfasst werden, ob ein Anzeigestift 23 in der ersten oder zweiten Stellung sich befindet. Aufgrund dieser Erfassung der ersten oder zweiten Stellung des Anzeigestiftes 23 wird ferner selbsttätig und automatisch von dem Servomotor 15 die Reaktionsträgereinheit 2 in eine derartige Stellung bewegt, so dass das erste bisher nicht benutzte Glasröhrchen 4, durch welches bisher kein Gasgemisch geleitet worden ist, mit der Ausströmöffnung 8 oberhalb des Gasstutzens 18 liegt und erst anschließend wird die Saugpumpe 12 und der Gasstutzen 18 nach unten bewegt.
Nach dem Durchleiten des Gasgemisches durch das Glasröhrchen 5 tritt bei einer ausreichenden Konzentration an Aceton als gas- und/oder dampfförmige Komponente eine Farbveränderung an dem Reaktionsstoff 6 innerhalb des Gasröhrchens 5 auf. Diese Farbveränderung wird von der Digitalkamera 17 an einer großen Anzahl von getrennten Positionen, z. B. 30 verschiedene Positionen, in Abhängigkeit von der Zeit erfasst. Dies ist aufgrund der großen Pixelanzahl der Digitalkamera 17 und der Auswertung der von der Digitalkamera 17 gelieferten Daten mittels der optischen Auswertesoftware an der Auswerteeinrichtung einfach ausführbar. Diese von der Digitalkamera 17 gelieferten Daten werden in einem Auswerte-Datenspeicher gespeichert und erst nach dem Abschluss der Farbveränderung und dem vollständigen Durchleiten des Gasgemisches durch das Glasröhrchen 5 erfolgt eine Auswertung der von der Digitalkamera 17 erfassten Daten hinsichtlich der Farbveränderung an dem Reaktionsstoff 6. Von einer nicht dargestellten Anzeigeeinrichtung wird bei einer Überschreitung einer vorgegebenen Konzentration von Aceton ein Warnsignal ausgegeben.
Während des Erfassens der Farbveränderung des Reaktionsstoffes 6 mit der Digitalkamera 17 ist außerdem die Sendeeinrichtung 26 eingeschaltet und aufgrund des Farbfilters 28 gelangt nur elektromagnetische Strahlung innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereiches zu dem Reaktionsstoff 6, da der Chip 21 lichtdurchlässig und das Glasröhrchen 5 durchsichtig ist. Dadurch kommt es zu einem Ausleuchten des Reaktionsstoffes 6 während der Farbveränderung und der Erfassung mit der Digitalkamera 17, so dass dadurch eine genauere und bessere Erfassung der Farbveränderung mittels der Digitalkamera 17 möglich ist.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Gasmesssystems 1 sind in den zehn Glasröhrchen 5 jeweils unterschiedliche Reaktionsstoffe für unterschiedliche gas- und/oder dampfförmige Komponenten angeordnet. Nach dem Einschieben der Reaktionsträgereinheit 2 und dem Auslesen der Matrixcodierung 29, an der dies entsprechend gespeichert ist, dass unterschiedliche Reaktionsstoffe in dem Glasröhren 5 angeordnet sind, werden selbständig nacheinander durch sämtliche zehn Glasröhrchen 5 das Gasgemisch von der Saugpumpe 12 in analoger Weise wie in dem oben ausgeführten Ausführungsbeispiel geleitet und die Farbveränderung mittels der Digitalkamera 17 erfasst. Dadurch können in diesem Ausführungsbeispiel von dem Gasmesssystem 1 zehn unterschiedliche gas- und/oder dampfförmige Komponenten erfasst werden.
In 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Reaktionsträgereinheit 2 dargestellt. An der Reaktionsträgereinheit 2 ist oberseitig auf der Platte 21 ein RFID-Chip 34 als elektronischer Datenspeicher 33 bzw. Mittel zum Speichern von Daten angeordnet. Ferner sind im Bereich des RFID-Chips 34 ein Sender 35 und ein Empfänger 36 des RFID-Chips 34 angeordnet, die als Antenne 37 ausgebildet sind. Diese Antenne 37 kann dabei auch in den RFID-Chip 34 integriert sein. An dem Gasmesssystem 1, insbesondere an einem Gehäuse des Gasmesssystems 1, ist ein Lesegerät 30 (4) mit einem Sender 31 und einem Empfänger 32 an dem Lesegerät 30 angeordnet. Der Sender 31 und der Empfänger 32 an dem Lesegerät 30 sind dabei auch Antennen 37. Dadurch können in dem RFID-Chip 34 gespeicherte Daten mittels des Senders 35 von dem RFID-Chip 34 auf den Empfänger 32 an dem Lesegerät 30 mittels einer Funkverbindung übertragen werden. Der RFID-Chip 34 kann dabei als ein aktiver RFID-Chip mit eigener Energieversorgung oder auch als passiver RFID-Chip ohne eigene Energieversorgung ausgebildet sein. Die Datenübertragung erfolgt somit mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes und bei einem passiven RFID-Chip erfolgt die Energieversorgung für den RFID-Chip auch mittels des elektromagnetischen Wechselfeldes. Dabei können auch Daten von dem Lesegerät 30 auf das RFID-Chip 34 übertragen werden, da die Antenne 37 an dem Lesegerät 30 auch als Sender 31 fungiert und die Antenne 37 an dem RFID-Chip auch als Empfänger 36 fungiert. Die von dem Lesegerät 30 an dem RFID-Chip ausgelesenen Daten können anschließend auf die Auswerteeinrichtung des Gasmesssystems 1 übertragen werden.
In 11 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Reaktionsträgereinheit 2 mit einem SRAM-Chip 38 als elektronischer Datenspeicher 33 dargestellt. Oberseitig auf der Platte 21 ist der SRAM-Chip 38 angeordnet und mittels zweier Datenleitungen 39 besteht eine stromleitende Verbindung zu den Ein- und Ausströmöffnungen 7, 8 an dem Röhrchen 4. Zum Durchleiten von Gas durch die Röhrchen 4 sind Gasstutzen 18 zu den Ein- und Ausströmöffnungen 7, 8 zu bewegen. Dabei sind die Gasstutzen 18 aus einem stromleitenden Material, zum Beispiel Metall, hergestellt, und mittels einer weiteren Datenleitung 39 mit einem Lesegerät 30 an dem Gehäuse des Gasmesssystems 1 strom- und datenleitend verbunden. Dadurch kann eine Strom- bzw. Datenverbindung zwischen dem SRAM-Chip 38 und dem Lesegerät 30 hergestellt werden, während sich die Gasstutzen 18 in den Ein- und Ausströmöffnungen 7, 8 befinden. Die hierfür zur Verfügung stehende Zeit ist ausreichend, um die gesamte in dem SRAM-Chip 38 gespeicherten Daten auf das Lesegerät 30 übertragen zu können. Dabei können auch Daten von dem Lesegerät 30 auf das SRAM-Chip 38 übertragen werden. Die in dem Lesegerät 30 nach dem Auslesen gespeicherten Daten werden anschließend auf die Auswerteeinrichtung übertragen.
Bei einem Einsatz von elektronischen Datenspeichern 33 können auch Daten auf den elektronischen Datenspeichern 33 abgespeichert werden, bevor die Reaktionsträgereinheit 2 in das übrige Gasmesssystem 1 für eine Messung eingeführt worden ist. Dadurch können vor einer Messung bzw. einer Erfassung der Konzentration der gas- und/oder dampfförmigen Komponenten Grenzwerte oder einsatzspezifische Zusatzinformationen auf dem elektronischen Datenspeicher 33 von einem Anwender gespeichert werden und diese werden anschließend nach dem Einführen der Reaktionsträgereinheit 2 in das übrige Gasmesssystem 1 auf die Auswerteeinrichtung übertragen und beim Auswerten berücksichtigt. Hierzu ist lediglich zwischen dem elektronischen Datenspeicher 33 und einer Eingabeeinrichtung, zum Beispiel einem Computer, insbesondere einem Laptopcomputer, eine Datenverbindung zu erstellen. Dabei sind die in dem elektronischen Datenspeicher 33 abgespeicherten Daten dahingehend ausgebildet, dass ein spezifisches Format vorhanden ist, sodass eine Manipulation der Daten im Allgemeinen nicht möglich ist. Darüber hinaus können an dem elektronischen Datenspeicher 33 auch Daten hinsichtlich einer Autorisierung oder der Identität eines Benutzers des Gasmesssystems 1 gespeichert werden. Dadurch können bestimmte Benutzergruppen, zum Beispiel User, Admin, Gast, definiert werden, sodass für verschiedene Anwendungen des Gasmesssystems 1 die unterschiedlichen Benutzergruppen unterschiedliche Rechte bei der Verwendung des Gasmesssystems 1 erhalten. Darüber hinaus können in dem elektronischen Datenspeicher 33 auch Einstellungen zu Grenzwerten für Freigaben, Warnungen und Annahme sowie Software als Updates gespeichert werden.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Gasmesssystem 1 wesentliche Vorteile verbunden. An der Matrixcodierung 29 oder an dem elektronischen Datenspeicher 33 können größere Datenmengen sicher und zuverlässig gespeichert sowie ausgelesen werden. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten zur Erhöhung der Genauigkeit bei der Erfassung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten des Gasgemisches. Insbesondere bei einer Erfassung der Farbveränderung des wenigstens einen Reaktionsstoffes 6 mittels einer Digitalkamera 17 können von der Digitalkamera 17 eine großen Anzahl von unterschiedlichen Positionen an Farbveränderungen erfasst werden, sodass hierbei auch größere Datenmengen entstehen und es erforderlich ist, zu einer exakten Auswertung auch der Auswerteeinrichtung entsprechende größere Datenmengen zur Verfügung zu stellen.
Bezugszeichenliste

1: Gasmesssystem
2: Reaktionsträgereinheit
3: Kanal
4: Röhrchen
5: Glasröhrchen
6: Reaktionsstoff
7: Einströmöffnung an Glasröhrchen
8: Ausströmöffnung an Glasröhrchen
9: Abdichtung
10: Gasfördereinrichtung
11: Pumpe
12: Saugpumpe
13: Motor
14: Elektromotor
15: Servomotor
16: Antriebsrolle
17: Digitalkamera
18: Gasstutzen
19: Auflagering an Gasstutzen
20: Dichtring
21: Chip, Platte
22: Optische Codierung
23: Anzeigestift
24: ROI
25: Gehäuse
26: Sendeeinrichtung
27: LED
28: Farbfilter
29: Matrixcodierung
30: Lesegerät
31: Sender an dem Lesegerät
32: Empfänger an dem Lesegerät
33: Elektronischer Datenspeicher
34: RFID-Chip
35: Sender an dem RFID-Chip
36: Empfänger an dem RFID-Chip
37: Antenne
38: SRAM-Chip
39: Datenleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3902402 C1 [0003]
DE 4303858 C2 [0004]

Claims

Gasmesssystem (1) zur Messung der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches mittels einer Farbveränderung wenigstens eines Reaktionsstoffes (6) an einer Reaktionsträgereinheit (2), wobei der wenigstens eine Reaktionsstoff (6) an der Reaktionsträgereinheit (2) getrennt innerhalb von wenigstens zwei lichtdurchlässigen Kanälen (3) angeordnet ist, das Gasmesssystem (1) umfassend – eine Gasfördereinrichtung (10) zur Förderung des Gasgemisches durch einen Kanal (3) und zu dem wenigstens einen Reaktionsstoff (6), – eine mechanische Lagerung, insbesondere Gleitlagerung, für die Reaktionsträgereinheit (2), – vorzugsweise einen Motor (13) zum Bewegen der Reaktionsträgereinheit (2) oder einer anderen Komponente, so dass das Gasgemisch getrennt durch einen der wenigstens zwei Kanäle (3) förderbar ist, – eine optoelektronische Erkennungseinrichtung zur Erfassung einer Farbveränderung des wenigstens einen Reaktionsstoffes (6) während und/oder nach der Förderung des Gasgemisches durch einen Kanal (3), wobei vorzugsweise in Strömungsrichtung des Gasgemisches durch den Kanal (3) an wenigstens zwei getrennten Positionen die Farbveränderung erfassbar ist, – eine Datenleseeinrichtung zum Auslesen von an der Reaktionsträgereinheit gespeicherten Daten, – eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von der optoelektronischen Erkennungseinrichtung erfassten Daten, – eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der von der Auswerteeinrichtung ausgewerteten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleseeinrichtung als eine Digitalkamera (17) und/oder als ein Lesegerät (30) für einen elektronischen Datenspeicher (33) ausgebildet ist.
Gasmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (30) einen Empfänger (32), z. B. eine Antenne (37), und vorzugsweise einen Sender (31), z. B. eine Antenne (37), für drahtlose Signale, z. B. magnetische Wechselfelder oder Funkwellen, umfasst.
Gasmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (30) elektrische Kontaktelemente zur leitungsgebundenen Datenübertragung von der Reaktionsträgereinheit (2) zu dem Gasmesssystem (1) und vorzugsweise umgekehrt umfasst.
Gasmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (30) ein Bussystem oder einen Teil eines Bussystems zur leitungsgebundenen Datenübertragung von der Reaktionsträgereinheit (2) zu dem Gasmesssystem (1) und vorzugsweise umgekehrt umfasst.
Gasmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (30) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von der Auswerteeinrichtung gebildet ist.
Gasmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitalkamera (17) mit einem elektronischen Bildwandler bzw. Bildsensor und einer Abbildungsoptik, vorzugsweise ein Linsensystem, ausgebildet ist und/oder die Digitalkamera (17) als ein Kamerachip, insbesondere ein CMOS-Kamerachip, ausgebildet ist und/oder die optoelektronische Erkennungseinrichtung von der Digitalkamera (17) gebildet ist.
Gasmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (13) als eine Elektromotor (14), insbesondere Servomotor (15), ausgebildet ist und vorzugsweise der Motor (13) mittels einer Antriebsrolle (16) in mechanischer Wirkverbindung mit der Reaktionsträgereinheit (2) bringbar ist und/oder die Auswerteeinrichtung einen Prozessor, z. B. einen Mikrocontroller, und einen Auswerte-Datenspeicher umfasst und/oder die Anzeigeeinrichtung einen Bildschirm und/oder einen Lichtsender, z. B. eine Lampe oder eine LED, und/oder einen Signaltonerzeuger umfasst und/oder mit dem Gasmesssystem (1) ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 11 bis 15 ausführbar ist und/oder das Gasmesssystem (1) die Reaktionsträgereinheit (2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10 umfasst.
Reaktionsträgereinheit (2), insbesondere Reaktionsträgereinheit (2) für ein Gasmesssystem (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Chip (21) oder eine Platte (21) und an dem Chip (21) oder der Platte (21) angeordnete Röhrchen (4), insbesondere Glasröhrchen (5), die Kanäle (3) begrenzen und innerhalb der Röhrchen (4) wenigstens eine Reaktionsstoff (6) angeordnet ist und ein Mittel zum Speichern von Daten, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Speichern von Daten als eine Matrixcodierung (29), insbesondere ein Matrixbarcode, oder als ein elektronischer Datenspeicher (33) ausgebildet ist.
Reaktionsträgereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Datenspeicher (33) als ein RFID-Chip (34) oder als ein RAM-Datenspeicher, insbesondere ein SRAM-Chip oder ein NVRAM-Chip, oder als ein ROM-Datenspeicher, insbesondere ein PROM-Chip oder ein EPROM-Chip, ausgebildet ist und/oder die Reaktionsträgereinheit (2) einen Sender (35), z. B. eine Antenne (37), und vorzugsweise einen Empfänger (36), z. B. eine Antenne (37), für drahtlose Signale, z. B. magnetische Wechselfelder oder Funkwellen, umfasst und/oder die Reaktionsträgereinheit (2) elektrische Kontaktelemente und/oder ein Bussystem oder einen Teil eines Bussystems zur leitungsgebundenen Datenübertragung von der Reaktionsträgereinheit (2) zu dem Gasmesssystem (1) und vorzugsweise umgekehrt umfasst.
Reaktionsträgereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixcodierung (29) als eine, insbesondere auf den Chip oder die Platte, gedruckte Matrixcodierung ausgebildet ist oder die Matrixcodierung (29) als eine LED-Anordnung ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Gasmesssystems (1), insbesondere eines Gasmesssystems (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten: – vorzugsweise Bewegen einer Reaktionsträgereinheit (2) oder einer anderen Komponente mit einem Motor (13), – Übertragen von Daten von einem Mittel zum Speichern von Daten an der Reaktionsträgereinheit (2) mittels einer Datenleseeinrichtung auf das Gasmesssystem (1), insbesondere auf eine Auswerteeinrichtung des Gasmesssystems (1), – Fördern eines Gasgemisches durch einen, insbesondere nur einen, Kanal (3) mit wenigstens einem Reaktionsstoff (6) mittels einer Gasfördereinrichtung (10), – Erfassen einer Farbveränderung mittels einer optoelektronischen Erkennungseinrichtung des wenigstens einen Reaktionsstoffes (6) während und/oder nach der Förderung des Gasgemisches durch den Kanal (3), wobei vorzugsweise in Strömungsrichtung des Gasgemisches durch den Kanal (3) an wenigstens zwei getrennten Positionen die Farbveränderung erfasst wird, – Auswerten der von der optoelektronischen Erkennungseinrichtung erfassten Daten bezüglich der Farbveränderung mittels einer Auswerteeinrichtung, – optisches und/oder akustische Anzeige der von der Auswerteeinrichtung ausgewerteten Daten mittels einer Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten von einem Matrixcode (29) oder einem elektronischen Datenspeicher (33) ausgelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten optisch mit einer Digitalkamera (17) oder drahtgebunden oder drahtlos, insbesondere mittels einer Funkwellen oder einem veränderlichen Magnetfeld, mit einem Lesegerät (30) ausgelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Daten, z. B. hinsichtlich der Konzentration von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten des Gasgemisches, auf den elektronischen Datenspeicher (33), insbesondere von der Auswerteeinrichtung, übertragen werden, insbesondere mittels des Lesegerätes (30) und/oder die Farbveränderung des wenigstens einen Reaktionsstoffes (6), insbesondere ausschließlich, mit der Digitalkamera (17) erfasst wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Daten zur Identifikation des Benutzers und/oder zur Art des wenigstens einen Reaktionsstoffes (6) und/oder zur Kalibrierung für andere Massenströme bei einem von Luft abweichenden Trägergas und/oder als Softwareupdate für die Auswerteeinrichtung ausgelesen werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Datenspeicher (33) nach dem Auslesen der Daten entwertet, zerstört oder unlesbar wird.