DE102018009805B4

DE102018009805B4 - Kühlelement, Kontrollsystem, Einfrierhalterung und Verfahren zur Kontrolle eines Kreislaufatemschutzgerätes

Info

Publication number: DE102018009805B4
Application number: DE102018009805.3A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: US11672937B2; CN111336916B; US20200188626A1; DE102018009805A1; CN111336916A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlelement zur Verwendung innerhalb einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgeräts, mit einem Elementengehäuse, welches einen flüssigkeitsdichten Verschluss aufweist und mit einem Kühlmittel gefüllt ist, das einen Schmelzpunkt unter 50°C, insbesondere unter 45°C, vorzugsweise unter 40°C, aufweist, und einem Sensorelement, das innerhalb des Elementengehäuses in Kontakt mit dem Kühlmittel derart angeordnet ist, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts in Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft beweglich ist

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlelement zur Verwendung innerhalb einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgerätes, ein Kontrollsystem zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs in einem Kreislaufatemschutzgerät, und eine Einfrierhalterung für mindestens ein Kühlelement. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kühlen eines Kühlelements zur Verwendung in einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgerätes, und ein Verfahren zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs in einem Kreislaufatemschutzgerät.
Die Verwendung einer Kühlvorrichtung in einem Kreislaufatemschutzgerät zur Kühlung eines Atemgasstroms ist bekannt und notwendig. So produziert ein typischerweise als Absorber zur Gasaufbereitung eingesetzter Kalk, der das Atemgas durch eine Entfernung von CO2 aufbereitet, kontinuierlich Wärme. Im geschlossenen Atemgaskreislauf führt dies über die Dauer der Anwendung des Kreislaufatemschutzgeräts dazu, dass sich das Einatemgas für den Anwender des Kreislaufatemschutzgerätes in einen Temperaturbereich hinein erwärmt, der beim Einatmen für den Anwender zumindest in höchstem Maße unkomfortabel ist. Daher ist ein kontinuierliches Kühlen des Atemgaskreislaufs durch eine Kühlvorrichtung vorgesehen. Die Kühlvorrichtung weist ein Kühlmittel auf, welches typischerweise vor einem Einsatz des Kreislaufatemschutzgerätes bis unterhalb seines Schmelzpunktes gekühlt wird.
Bei dem Kühlmittel handelt es sich vorzugsweise um Eis oder ein als Phase-Change-Material (PCM) ausgebildetes Kühlmittel, das innerhalb eines Flüssigkeits-Akkus in dem Kreislaufatemschutzgerät zum Einsatz kommt.
In Vorbereitung auf einen Einsatz des Kreislaufatemschutzgerätes wird typischerweise eine in einer Druckgasflasche des Kreislaufatemschutzgerätes mitgeführte Sauerstoffmenge, eine Dimensionierung einer mitgeführten Kalkmenge für einen CO2-Absorber und eine Kühlmittelmenge in der Kühlvorrichtung aneinander angepasst. Eine derartige Anpassung erfolgt unter Berücksichtigung von notwendigen Sicherheitsreserven bei gleichzeitig anzustrebender Gewichtsoptimierung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Kontrolle für ein Kreislaufatemschutzgerät, insbesondere eine verbesserte Kontrolle der Kühlvorrichtung in einem Kreislaufatemschutzgerät, bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Kühlelement zur Verwendung innerhalb einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgeräts vorgeschlagen, mit einem Elementengehäuse und einem Sensorelement.
Das Elementengehäuse weist einen flüssigkeitsdichten Verschluss auf und ist mit einem Kühlmittel gefüllt, das einen Schmelzpunkt unter 50°C, insbesondere unter 45°C, vorzugsweise unter 40°C, besonders bevorzugt in einem Bereich der Schmelztemperatur zwischen 30°C und 35°C, aufweist.
Das Sensorelement ist innerhalb des Elementengehäuses in Kontakt mit dem Kühlmittel derart angeordnet, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts in Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft beweglich ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Kontrolle der Temperatur des Einatemgases während eines Einsatzes, die Nutzbarkeit der Kühlvorrichtung des Kreislaufatemschutzgerätes, insbesondere deren verbleibende Nutzungsdauer, besonders gut abgeschätzt werden kann. Weiterhin wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass eine Temperaturkontrolle durch die Kontrolle eines Aggregatzustands des Kühlmittels innerhalb der Kühlvorrichtung realisiert werden kann. Zur Aggregatzustandskontrolle wird erfindungsgemäß ein in dem mit Kühlmittel gefüllten Kühlelement bewegliches Sensorelement, insbesondere ein in der Bewegung absinkendes oder in der Bewegung auftreibendes Sensorelement, vorgeschlagen, an dessen Position der Aggregatzustand des Kühlmittels erkennbar ist.
Vorteilhaft erlaubt die erfindungsgemäße Lösung, eine Temperatur innerhalb des Atemgaskreislaufs während der Verwendung des Kreislaufatemschutzgerätes anhand des Aggregatzustandes des Kühlmittels abzuschätzen. Hierdurch kann, neben der bekannten Kontrolle der verbrauchten Sauerstoffmenge in der Druckgasflasche, mit der Temperatur des Atemgases eine weitere wichtige Kenngröße des Kreislaufatemschutzgerätes überwacht werden. Insbesondere ermöglicht das Sensorelement vorteilhaft, eine zukünftige Entwicklung der Temperatur des Einatemgases zu prognostizieren, wodurch eine zukünftige Einsatzdauer vorteilhaft planbar wird.
Der Temperaturverlauf des bereitgestellten Einatemgases über die Einsatzzeit hängt typischerweise stark von dem Zeitpunkt ab, an dem die Schmelztemperatur des Kühlmittels erreicht wird. Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Bestimmung einer Aggregatzustandsänderung ist mithin der Umstand, dass der Zeitpunkt des Erreichens der Schmelztemperatur erfassbar ist. Hierdurch kann kontrolliert werden, ob das Erreichen des Schmelzpunktes des Kühlmittels zu einem vor dem Einsatz des Kreislaufatemschutzgerätes prognostizierten Zeitpunkt erfolgt ist. Falls dies der Fall ist, kann die vor dem Einsatz prognostizierte maximale Einsatzdauer ebenfalls wie geplant für den Einsatz angenommen werden. Falls es eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Erreichen der Schmelztemperatur und der Prognose gibt, können die vor dem Einsatz prognostizierten Eckdaten, wie etwa maximale Einsatzdauer, noch während des Einsatzes entsprechend angepasst werden.
Ein weiterer Vorteil liegt in der besonders einfachen Integration des erfindungsgemäßen Kühlelements in bestehende Kreislaufatemschutzgeräte. Im einfachsten Fall müsste lediglich das Sensorelement in ein bereits bekanntes Elementengehäuse eingebracht werden. Die Auswertung der Position des Sensorelements kann hierbei beispielsweise bereits durch eine optische Auswertung der Position des Sensorelements möglich sein.
Eine Beweglichkeit des Sensorelements in Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft wird vorzugsweise über ein entsprechend bereitgestelltes Innenvolumen des Elementengehäuses realisiert. So ist das Innenvolumen erfindungsgemäß derart von dem Elementengehäuse umschlossen, dass eine Bewegung des Sensorelements in Richtung der wirkenden Schwerkraft, durch Einwirken der Schwerkraft und der Auftriebskraft innerhalb des verflüssigten Kühlmittels möglich ist. Diese Bewegung ist vorteilhaft im Wesentlichen zwischen einem Gehäusegrund des Elementengehäuses und einer Kühlmitteloberfläche des verflüssigten Kühlmittels möglich. Umso länger hierbei ein Weg ist, den das Sensorelement bei Vorliegen der Aggregatzustandsänderung zurücklegt, umso weniger fehleranfällig ist eine entsprechende Detektion dieser Bewegung möglich.
Erfindungsgemäß ermöglicht diese Beweglichkeit des Sensorelements eine Bewegung des Sensorelements zwischen einer im gefrorenen Zustand des Kühlmittels vorliegenden Anfangsposition und einer im flüssigen Zustand des Kühlmittels vorliegenden Endposition innerhalb des Elementengehäuses.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung beschrieben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kühlmittel Wasser. In dieser Ausführungsform kann das Kühlmittel besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Weiterhin ermöglicht Wasser besonders vorteilhaft eine freie Bewegung des Sensorelements entsprechend der vorliegend auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft und Auftriebskraft. In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform ist das Kühlmittel zumindest teilweise ein PCM-Kühlmittel mit einer Schmelztemperatur unter 50°C, insbesondere unter 45°C, besonders bevorzugt in einem Bereich der Schmelztemperatur zwischen 30°C und 35°C.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Sensorelement ausgebildet, im flüssigen Zustand des Kühlmittels durch die auf das Sensorelement wirkende Schwerkraft bis auf einen Gehäusegrund des Elementengehäuses zu sinken. In dieser Ausführungsform ist das Sensorelement derart ausgebildet, dass die wirkende Schwerkraft größer ist, als die der Schwerkraft entgegenwirkende Auftriebskraft innerhalb des Kühlmittels. Während eines Kühlens des Kühlmittels unter den Schmelzpunkt des Kühlmittels muss das Sensorelement mithin innerhalb eines dem Gehäusegrund entgegengesetzten Bereiches des Elementengehäuses gehalten sein. Die Aggregatzustandsänderung von fest zu flüssig im Einsatz des Kreislaufatemschutzgerätes wird mithin erkennbar durch ein Sinken des Sensorelements auf den Gehäusegrund.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensorelement ausgebildet, im flüssigen Zustand des Kühlmittels durch eine gegen die Schwerkraft wirkende Auftriebskraft des Sensorelements auf einer Kühlmitteloberfläche des Kühlmittels zu treiben. In dieser Ausführungsform ist das Sensorelement derart ausgebildet, dass die wirkende Schwerkraft kleiner ist, als die der Schwerkraft entgegenwirkende Auftriebskraft innerhalb des Kühlmittels. Während eines Kühlens des Kühlmittels unter den Schmelzpunkt des Kühlmittels muss das Sensorelement im Bereich des Gehäusegrunds gehalten sein. Die Aggregatzustandsänderung von fest zu flüssig während eines Einsatzes des Kreislaufatemschutzgerätes wird mithin erkennbar durch ein Aufsteigen des Sensorelements vom Gehäusegrund an die Kühlmitteloberfläche.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensorelement nur in einem von der Kühlmitteloberfläche und dem Gehäusegrund verschiedenen zentralen Bereich des Kühlmittels beweglich angeordnet. Hierdurch kann eine Bewegung des Sensorelements zwischen einer im gefrorenen Zustand des Kühlmittels vorliegenden Anfangsposition und einer im flüssigen Zustand des Kühlmittels vorliegenden Endposition besonders präzise detektiert werden, da es wenige Positionen zwischen der Anfangsposition und der Endposition des Sensorelements innerhalb des Elementengehäuses gibt, so dass ein Verlassen der Anfangsposition auch im Wesentlichen ein Erreichen der Endposition anzeigt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Sensorelement einen passiven RFID-Tag auf. Hierdurch kann eine Position und/oder eine Positionsveränderung des Sensorelements besonders vorteilhaft kontaktlos bestimmt werden. Außerdem ist hierdurch keine optische Auswertung der Position des Sensorelements notwendig. Weiterhin kann ein RFID-Tag besonders kostengünstig in das Sensorelement eingebaut werden. Die Übertragung von Daten erfolgt für einen passiven RFID-Tag typischerweise derart, dass ein von einer RFID-Ausleseeinheit erzeugtes elektromagnetische Feld den passiven RFID-Tag mit Energie versorgt und durch den RFID-Tag datenabhängig moduliert wird. Der Aufbau eines passiven RFID-Tags ist bekannt und wird daher im Folgenden nicht detailliert erläutert. Lediglich beispielhaft für eine Darstellung von Funktion und typischer Verwendung der RFID-Technologie soll hiermit auf die Druckschriften US6563417B1 , US6847912B2 und US6953919B2 referenziert werden.
Weiterhin erlaubt die kontaktlose Positionsbestimmung mittels RFID-Tag, dass eine weitere Elektronik des Kreislaufatemschutzgeräts in einem einzigen Bereich angeordnet werden kann, der vorzugsweise durch ein separates Gehäuse vor einer physischen oder thermischen Einwirkung während eines Einsatzes des Kreislaufatemschutzgerätes geschützt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Sensorelement einen Dauermagnet auf. Hierdurch ist vorteilhaft eine kontaktlose Bestimmung einer Positionsveränderung und/oder einer Position des Sensorelements, beispielsweise mittels Reed-Relais oder Hall-Sensor möglich. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Sensorelement in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Gehäusewand des Elementengehäuses des Kühlelements angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft, trotz einer typischerweise geringen Reichweite einer magnetischen Wechselwirkung, eine Messung der Positionsveränderung und/oder der Position des Sensorelements von einer Position außerhalb des Kühlelements ermöglicht. Die Messung der Position und/oder Positionsveränderung des Sensorelements über eine magnetische Wechselwirkung ist besonders kostengünstig realisierbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlelements weist das Elementengehäuse weiterhin eine Gehäuseführung auf, die innerhalb des Kühlelements an dem Elementengehäuse angeordnet ist, und die ausgebildet ist, eine Beweglichkeit des Sensorelements in dem Kühlmittel im flüssigen Zustand des Kühlmittels derart einzuschränken, dass das Sensorelement während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts ausschließlich in Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft beweglich ist. Eine derartige Gehäuseführung ist einfach und kostengünstig realisierbar. Weiterhin kann die Gehäuseführung vorteilhaft ein ungewolltes Festsitzen des Sensorelements innerhalb des Elementengehäuses dadurch verhindern, dass die Bewegung des Sensorelements innerhalb des Elementengehäuses auf vorbestimmte Weise eingeschränkt ist. In einer bevorzugten Variante sind Elementengehäuse und Gehäuseführung zusammen einteilig ausgebildet. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Spritzgussverfahrens erfolgen. Ausschließlich in Richtung der Schwerkraft beweglich zu sein, bedeutet im Rahmen dieser Ausführungsform, dass die Gehäuseführung zwar aufgrund einer Formgebung des Kühlelements eine gewisse laterale Bewegungskomponente des Sensorelementes zulassen kann, dass eine derartige laterale Bewegung aber stets eine Bewegungskomponente in Richtung der Schwerkraft bewirkt.
In einer bevorzugten Variante der vorherigen Ausführungsform weist das Kühlelement weiterhin ein zusätzliches Sensorelement und eine zusätzliche Gehäuseführung auf, wobei das Sensorelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels durch die auf das Sensorelement wirkende Schwerkraft innerhalb eines durch die Gehäuseführung gebildeten Bewegungskanals bis auf einen Gehäusegrund des Elementengehäuses sinkt, und wobei das zusätzliche Sensorelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels durch eine gegen die Schwerkraft wirkende Auftriebskraft des Sensorelements innerhalb eines durch die zusätzliche Gehäuseführung gebildeten zusätzlichen Bewegungskanals auf einer Kühlmitteloberfläche des Kühlmittels treibt. Durch zwei sich gegenläufig zueinander bewegende Sensorelemente kann besonders sicher das Erreichen des Schmelzpunktes des Kühlmittels mit der entsprechenden Aggregatzustandsänderung detektiert werden. So wird beispielsweise eine Detektion aufgrund eines inhomogen schmelzenden Kühlmittels dadurch vermieden, dass die Gehäuseführung und die zusätzliche Gehäuseführung in zwei unterschiedlichen Bereichen des Kühlelements ausgebildet sind. Das Erreichen der Schmelztemperatur wird hierbei erst als sicher detektiert angesehen, wenn eine entsprechende Bewegung aus einer Anfangsposition heraus für beide Sensorelemente detektiert wurde. In dieser Ausführungsform kann weiterhin eine fehlerhafte Detektion des Schmelzpunktes aufgrund eines an dem Elementengehäuse festsitzenden Sensorelements vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Kühlelement eine Mehrzahl von Sensorelementen auf, wobei die Mehrzahl an Sensorelementen derart angeordnet ist, dass sie im flüssigen Zustand des Kühlmittels während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts in Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft beweglich ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Elementengehäuse des Kühlelements keilförmig ausgebildet. Hierdurch ist ein Halten des Kühlelements sowie ein Einsetzen oder Herausnehmen des Kühlelements aus dem Elementengehäuse heraus oder in das Elementengehäuse hinein einfach möglich, da beispielsweise ein Abrutschen an zueinander parallelen Flächen des Kühlelements vermieden wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Kontrollsystem zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs in einem Kreislaufatemschutzgerät gelöst, welches eine Kühlvorrichtung aufweist, in der mindestens ein Kühlelement gemäß mindestens einer der vorgehenden Ausführungsformen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in einem Vorrichtungsgehäuse der Kühlvorrichtung angeordnet ist. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Kontrollsystem mindestens eine Detektionseinheit und eine Kontrolleinheit auf.
Die mindestens eine Detektionseinheit ist außerhalb des Kühlelements in dem Kreislaufatemschutzgerät angeordnet und sie ist ausgebildet, eine Lageinformation zu bestimmen und ein entsprechendes Lagesignal auszugeben, welches die Lageinformation impliziert, wobei die Lageinformation eine Information bezüglich einer aktuellen Lage des Sensorelements in dem Elementengehäuse des Kühlelements ist.
Die Kontrolleinheit ist außerhalb der Kühlvorrichtung in dem Kreislaufatemschutzgerät angeordnet und mit der Detektionseinheit signaltechnisch verbunden. Weiterhin ist die Kontrolleinheit ausgebildet, das Lagesignal zu empfangen, die entsprechende Lageinformation zu bestimmen und anhand der Lageinformation einen Kühlmittelzustand der Kühlvorrichtung zu ermitteln, wobei der Kühlmittelzustand eine voraussichtliche weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung anzeigt, und wobei die Kontrolleinheit weiterhin ausgebildet ist, basierend auf dem Kühlmittelzustand ein Kontrollsignal auszugeben. Vorzugsweise ist das Kontrollsignal geeignet, eine Kontrollausgabe an einer Nutzerschnittstelle des Kreislaufatemschutzgeräts auszulösen.
Das Kontrollsystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung erlaubt vorteilhaft, eine Position und/oder eine Positionsänderung des Sensorelements über die Detektionseinheit zu bestimmen und über die Kontrolleinheit auszuwerten. Im Vergleich zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlelements gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, in dem die Position des Sensorelements optisch ausgewertet wird, ist das erfindungsgemäße Kontrollsystem besonders komfortabel und erlaubt eine automatisierte Erkennung einer Bewegung des Sensorelements.
Das Ermitteln des Kühlmittelzustands ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ausgabe des Kontrollsignals, da aus dem Kontrollsignal ohne eine weitere Auswertung unmittelbar auf den Kühlmittelzustand geschlossen werden kann.
Das erfindungsgemäße Kontrollsystem umfasst das erfindungsgemäße Kühlelement und mithin sämtliche Vorteile dieses Kühlelements.
Die Detektionseinheit und die Kontrolleinheit können beabstandet voneinander oder innerhalb eines einzigen Verarbeitungsmoduls angeordnet sein.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kontrollsystems beschrieben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform zeigt der ermittelte Kühlmittelzustand einen Aggregatzustand des Kühlmittels an. Hierbei wird insbesondere angezeigt, ob das Kühlmittel fest oder flüssig ist. Der Temperaturverlauf des durch das Kreislaufatemschutzgerät bereitgestellten Einatemgases aufgetragen über eine Einsatzzeit, ist typischerweise stark abhängig von dem Zeitpunkt, an dem die Schmelztemperatur des verwendeten Kühlmittels erreicht wird. Das Kontrollsystem gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht mithin eine besonders präzise Kontrolle, ob die Schmelztemperatur zu einem prognostizierten Zeitpunkt während des Einsatzes erreicht wurde, oder ob der zu erwartende Temperaturverlauf verglichen mit der jeweiligen Prognose verändert werden muss. Hierdurch kann während eines Einsatzes des Kreislaufatemschutzgerätes besonders genau eine voraussichtliche weitere Kühldauer angezeigt werden.
In einer besonders bevorzugten Variante der vorherigen Ausführungsform zeigt der ermittelte Kühlmittelzustand eine Bewegung des Sensorelements, aus einer für das gefrorene Kühlmittel innerhalb des Kühlelements bekannten Anfangsposition des Sensorelements heraus, an. Hierbei wird durch die Detektionseinheit vorzugsweise ein positioneller Unterschied zwischen einer aktuellen Position des Sensorelements und der Anfangsposition zu Beginn des Einsatzes des Kreislaufatemschutzgerätes, mit gekühltem, also unverbrauchtem Kühlmittel, festgestellt. Hierdurch kann besonders vorteilhaft ein Beginn eines Schmelzprozesses des Kühlmittels genau detektiert werden. In einem Beispiel dieser Variante wird in regelmäßigen zeitlichen Abständen detektiert, ob das Sensorelement innerhalb der bekannten Anfangsposition vorliegt, und falls dies bei einer Detektion nicht mehr der Fall ist, wird durch die Kontrolleinheit ein entsprechendes Kontrollsignal ausgelöst. In einem anderen Beispiel dieser Variante wird ein Vorliegen des Sensorelements in einem zur Anfangsposition benachbarten Bereich des Kühlelements detektiert, und daraufhin ein entsprechendes Kontrollsignal durch die Kontrolleinheit ausgelöst. Die Detektion eines Verlassens der Anfangsposition erlaubt vorteilhaft das Detektieren eines einzigen Ereignisses, das unabhängig von einem Weg des Sensorelements innerhalb des Kühlelements ist. Hierdurch braucht lediglich eine geringe Menge an Informationen übermittelt zu werden. Außerdem ist das Detektieren eines einzigen Ereignisses weniger fehleranfällig als das Detektieren einer Reihe von Ereignissen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zeigt der ermittelte Kühlmittelzustand eine Bewegung des Sensorelements, in eine für das vollständig geschmolzene Kühlmittel innerhalb des Kühlelements bekannte Endposition des Sensorelements hinein, an. Hierbei wird durch die Detektionseinheit vorzugsweise ein positioneller Unterschied zwischen einer aktuellen Position des Sensorelements und der bekannten Endposition im Kühlelement, mit einem dann geschmolzenen, also verbrauchten oder teilweise verbrauchten Kühlmittel, festgestellt. Hierdurch kann besonders vorteilhaft ein Ende eines Schmelzprozesses des Kühlmittels genau detektiert werden. In einem Beispiel dieser Variante wird in regelmäßigen zeitlichen Abständen detektiert, ob das Sensorelement innerhalb der bekannten Endposition vorliegt, und falls dies bei einer Detektion der Fall ist, wird durch die Kontrolleinheit ein entsprechendes Kontrollsignal ausgelöst. In einem anderen Beispiel dieser Variante wird ein Vorliegen des Sensorelements in einem zur Endposition benachbarten Bereich des Kühlelements detektiert, und daraufhin ein entsprechendes Kontrollsignal durch die Kontrolleinheit ausgelöst. Die Detektion eines Erreichens der Endposition erlaubt vorteilhaft das Detektieren eines einzigen Ereignisses, das unabhängig von einem Weg des Sensorelements innerhalb des Kühlelements ist. Hierdurch muss wenig Information übermittelt werden. Außerdem ist das Detektieren eines einzigen Ereignisses weniger fehleranfällig als das Detektieren einer Reihe von Ereignissen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Kontrollsystem eine Mehrzahl von Detektionseinheiten auf, wobei die Kontrolleinheit ausgebildet ist, aus einer entsprechenden Mehrzahl an Lagesignalen eine entsprechende Mehrzahl an Lageinformationen zu bestimmen und aus der Mehrzahl an Lageinformationen den Kühlmittelzustand basierend auf einer ermittelten Bewegung des Sensorelements zu ermitteln. In dem Kontrollsystem gemäß dieser Ausführungsform kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass ein Schmelzen des Kühlmittels nicht bereits dann detektiert wird, wenn lediglich ein kleiner Bereich des Kühlmittels aufgrund von Inhomogenitäten innerhalb der Kühlvorrichtung geschmolzen ist. Weiterhin ist die Kontrolleinheit in dieser Ausführungsform dazu in der Lage, einen Übergangsbereich zwischen einem festen Zustand des Kühlmittels und einem geschmolzenen Zustand des Kühlmittels besonders genau zu ermitteln, da eine Position des Sensorelements zwischen der Anfangsposition und der Endposition ein noch nicht vollständig geschmolzenes Kühlmittels anzeigt. Eine Position des Sensorelements zwischen der Anfangsposition und der Endposition zeigt insbesondere einen Anteil an, um den das Kühlmittel bereits geschmolzen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Sensorelement einen passiven RFID-Tag auf, wobei die mindestens eine Detektionseinheit als RFID-Ausleseeinheit ausgebildet ist. Hierdurch kann das Sensorelement mehrere Dezimeter von der Detektionseinheit entfernt angeordnet sein. Hierdurch wird die Bereitstellung einer zentralen Elektronikeinheit des Kreislaufatemschutzgerätes ermöglicht, in der die Detektionseinheit angeordnet ist. Eine derartige zentrale Elektronikeinheit ist vorzugsweise durch ein entsprechendes Gehäuse vor einer physischen oder thermischen Beanspruchung geschützt. Weiterhin sind bestehende RFID-Systeme besonders einfach und günstig in das erfindungsgemäße Kontrollsystem integrierbar. Die genauen Ausgestaltungen von RFID-Tag und RFID-Ausleseeinheit sind unter anderem aus den oben zitierten Druckschriften bekannt und werden im Folgenden nicht weiter erläutert.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontrollsystems weist das Sensorelement einen Dauermagnet auf, wobei die mindestens eine Detektionseinheit als Reed-Relais oder als Hall-Sensor ausgebildet ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine gewisse Distanz zwischen Sensorelemente und Detektionseinheit ermöglicht. Das Kontrollsystem gemäß dieser Ausführungsform weist in einer Variante eine Mehrzahl von Detektionseinheiten auf, wobei die Kontrolleinheit dazu ausgebildet ist aus einer entsprechenden Mehrzahl an Lagesignalen eine Mehrzahl von Lageinformationen zu ermitteln. Vorteilhaft ist die Mehrzahl von Detektionseinheiten entsprechend eines Weges zwischen vorbestimmter Anfangsposition und vorbestimmter Endposition des Sensorelementes an oder in der Kühlvorrichtung angeordnet. In dieser Variante kann, trotz einer geringen Distanz der magnetischen Wechselwirkung mit dem Sensorelement, der Kühlmittelzustand und mithin die voraussichtliche weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung direkt ermittelt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Einfrierhalterung für mindestens ein Kühlelement gemäß mindestens einer der genannten Ausführungsformen gelöst. Die Einfrierhalterung weist ein Gestell und einen Positionierungsmagneten auf.
Das Gestell weist mindestens eine Aufnahme für das mindestens eine Kühlelement auf, wobei die Aufnahme derart angeordnet ist, dass das in die Aufnahme eingesetzte Kühlelement mit flüssigem Kühlmittel eine Bewegung des Sensorelements in Richtung der auf das Sensorelement wirkenden Schwerkraft erlaubt.
Der Positionierungsmagnet ist an dem Gestell im Bereich der Aufnahme derart angeordnet, dass das Sensorelement im flüssigen Zustand des Kühlmittels über eine zwischen Positionierungsmagnet und Sensorelement wirkende Magnetkraft in einer Anfangsposition gehalten wird, die von einer Endposition verschieden ist, die das Sensorelement innerhalb des Kühlelements im flüssigen Zustand des Kühlmittels während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts annimmt. Dabei ist die Einfrierhalterung geeignet, innerhalb eines geeigneten Einfriergerätes angeordnet zu sein und eine Fixierung des Sensorelements in der Anfangsposition durch den Positionierungsmagnet während einer Einfrierdauer eines Einfrierprozesses zum Einfrieren des Kühlmittels des Kühlelements bereitzustellen.
Die Einfrierhalterung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung erlaubt vorteilhaft ein Einfrieren des Sensorelements in einer Anfangsposition, die verschieden von derjenigen Position ist, die das Sensorelement bei einem Vorliegen eines flüssigen Kühlmittels einnimmt. Die Einfrierhalterung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung erlaubt mithin das Bereitstellen des erfindungsgemäßen Kühlelementes in einem derartigen gefrorenen Zustand, wie er zum Funktionieren des erfindungsgemäßen Kontrollsystems notwendig ist. Erst durch die über die Einfrierhalterung bereitgestellte Positionierung des Sensorelements, kann bei Erreichen des Schmelzpunktes des Kühlmittels eine Bewegung des Sensorelements von der Anfangsposition in die Endposition ermittelt werden.
Vorzugsweise ist der Positionierungsmagnet an einer Bodenplatte oder einer Deckenplatte der Einfrierhalterung angeordnet. Eine Anordnung in der Bodenplatte ist besonders vorteilhaft in der Variante, in der das Sensorelement ausgebildet ist, im flüssigen Zustand des Kühlmittels durch eine gegen die Schwerkraft wirkende Auftriebskraft des Sensorelements auf einer Kühlmitteloberfläche des Kühlmittels zu treiben. Eine Anordnung des Positionierungsmagneten an der Deckenplatte ist wiederum besonders vorteilhaft in derjenigen Variante, in der das Sensorelement ausgebildet ist, im flüssigen Zustand des Kühlmittels durch die auf das Sensorelement wirkende Schwerkraft bis auf den Gehäusegrund des Elementengehäuses zu sinken.
In derjenigen Ausführungsform, in der der Positionierungsmagnet an der Deckenplatte der Einfrierhalterung angeordnet ist, ist die Deckenplatte vorzugsweise zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar an dem Gestell der Einfrierhalterung gelagert. Dabei ist die Deckenplatte derart ausgebildet, dass ein Einbringen des Kühlelements in die Aufnahme nur bei Vorliegen der offenen Position möglich ist, wobei nur bei Vorliegen der geschlossenen Position der Positionierungsmagnet relativ zu der Aufnahme derart angeordnet ist, dass das Sensorelement in der Anfangsposition gehalten wird. Eine derartige Lagerung des Positionierungsmagneten erlaubt vorteilhaft das Einbringen des Kühlelements in die Aufnahme derart, dass das Sensorelement innerhalb des Kühlelements durch den Positionierungsmagneten, im Rahmen der Einführbewegung des Kühlelements in die Aufnahme, durch magnetische Wechselwirkung in die Anfangsposition gebracht wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ein Verfahren zum Kühlen eines Kühlelements zur Verwendung in einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgeräts vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:

- Bereitstellen eines Sensorelements innerhalb eines mit Kühlmittel gefüllten Kühlelements einer Kühlvorrichtung des Kreislaufatemschutzgeräts;
- Anordnen des Sensorelements in einer Anfangsposition, die von einer Endposition verschieden ist, die das Sensorelement innerhalb des Kühlelements im flüssigen Zustand des Kühlmittels während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts annimmt; und
- Kühlen des Kühlelements derart, dass das Kühlmittel bis unter seinen Schmelzpunkt gekühlt wird, während das Sensorelement in seiner Anfangsposition verbleibt.

Das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung erlaubt vorteilhaft ein Bereitstellen des Kühlelements mit gefrorenem Kühlmittel derart, dass das Sensorelement in der vorbestimmten Anfangsposition innerhalb des Kühlelements angeordnet ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ein Verfahren zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs in einem Kreislaufatemschutzgerät vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:

- Einsetzen des gemäß des Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung gekühlten Kühlelements in die Kühlvorrichtung des Kreislaufatemschutzgeräts;
- Bestimmen einer Lageinformation und Ausgeben eines entsprechenden Lagesignals, welches die Lageinformation impliziert, wobei die Lageinformation eine Information bezüglich einer aktuellen Lage des Sensorelements in dem Kühlelements ist;
- Empfangen des Lagesignals, Bestimmen der entsprechenden Lageinformation, und Ermitteln eines Kühlmittelzustands der Kühlvorrichtung anhand der Lageinformation, wobei der Kühlmittelzustand eine voraussichtliche weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung anzeigt; und
- Ausgeben eines Kontrollsignals basierend auf dem Kühlmittelzustand.

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird durch das Kontrollsystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgeführt. Mithin weist es sämtliche Vorteile des erfindungsgemäßen Kontrollsystems auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform zeigt der ermittelte Kühlmittelzustand einen Aggregatzustand des Kühlmittels an. In einer vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform zeigt der ermittelte Kühlmittelzustand eine Bewegung des Sensorelements, aus der für das gefrorene Kühlmittel innerhalb des Kühlelements bekannten Anfangsposition des Sensorelements heraus, an. In einer ergänzenden oder alternativen Variante der Ausführungsform zeigt der ermittelte Kühlmittelzustand eine Bewegung des Sensorelements, in eine für das vollständig geschmolzene Kühlmittel innerhalb des Kühlelements bekannte Endposition des Sensorelements hinein, an.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren ein Bestimmen einer Mehrzahl von Lageinformationen und ein entsprechendes Ausgeben einer Mehrzahl von Lagesignalen auf, wobei das Verfahren weiterhin ein Empfangen der Mehrzahl von Lagesignalen, ein Bestimmen der entsprechenden Mehrzahl von Lageinformationen und das Ermitteln des Kühlmittelzustands aufweist. Dabei basiert der Kühlmittelzustand auf einer anhand der Mehrzahl von Lageinformationen ermittelten Bewegung des Sensorelements.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch dargestellten, vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von diesen zeigen im Einzelnen:

1a,b eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kühlelements gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Kühlelement vor einem Erreichen des Schmelzpunktes mit einem gefrorenen Kühlmittel (1a), und nach Erreichen des Schmelzpunktes mit einem flüssigen Kühlmittel (1b) gezeigt ist;
2a,b eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kühlelements gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Kühlelement vor einem Erreichen des Schmelzpunktes mit einem gefrorenen Kühlmittel (2a), und nach Erreichen des Schmelzpunktes mit einem flüssigen Kühlmittel (2b) gezeigt ist;
3 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kontrollsystems gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung;
4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kontrollsystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung;
5 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einfrierhalterung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung;
6 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Einfrierhalterung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung;
7 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung; und
8 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung.

1a und 1b zeigen eine jeweilige schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kühlelements 100 gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Kühlelement 100 vor einem Erreichen des Schmelzpunktes mit einem gefrorenen Kühlmittel 116 (1a), und nach Erreichen des Schmelzpunktes mit einem flüssigen Kühlmittel 116 (1b) gezeigt ist.
1a zeigt das erfindungsgemäße Kühlelement 100 das zur Verwendung innerhalb einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgerätes vorgesehen ist. Das Kühlelement 100 weist ein Elementengehäuse 110 auf, welches einen flüssigkeitsdichten Verschluss 112 und keilförmig aufeinander zulaufende Seitenwände 114 aufweist. Vorliegend handelt es sich bei dem Verschluss 112 um einen über eine Schweißnaht dauerhaft geschlossenen Verschluss. An einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verschluss ein nicht dauerhaft verschließbarer Verschluss, insbesondere ein Schraubverschluss. Das Elementengehäuse 110 ist mit einem gefrorenen Kühlmittel 116 gefüllt, das einen Schmelzpunkt unter 50 °C, insbesondere unter 45 °C, vorzugsweise unter 40 °C aufweist. Vorliegend handelt es sich bei dem Kühlmittel 116 um Wasser. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittel zumindest teilweise aus einem PCM-basierten Kühlmittel gebildet. Das Elementengehäuse 110 ist nicht vollständig mit dem Kühlmittel 116 gefüllt, um eine thermisch bedingte Ausdehnung des Kühlmittels innerhalb des Elementgehäuses 110 zu erlauben.
Weiterhin umfasst das Kühlelement ein Sensorelement 120 das innerhalb des Elementengehäuses 110 in Kontakt mit dem Kühlmittel 116 angeordnet ist. Das Sensorelement 120 ist dabei derart innerhalb des Elementengehäuses 110 angeordnet, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels 116 während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgerätes durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgerätes in Richtung der auf das Sensorelement 120 wirkenden Schwerkraft 130 beweglich ist. Weiterhin ist das Sensorelement 120 derart ausgebildet, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels 116 bis auf einen Gehäusegrund 118 des Elementengehäuses 110 sinkt, wie in 1b dargestellt. Mithin ist die Gewichtskraft des Sensorelementes 120 größer als die Auftriebskraft des Sensorelements 120 in Wasser. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sensorelement 120 eine Metallkugel. Der in 1a gezeigte Zustand des Sensorelements 120, der das Sensorelement 120 in einer vorbestimmten Anfangsposition für die erfindungsgemäße Verwendung in der Kühlvorrichtung zeigt, muss vor dem Beginn des Einfrierens des Kühlelements geeignet präpariert werden (vgl. 5 und 6), damit das Sensorelement 120 nicht vor dem Einfrieren bis auf den Gehäusegrund 118 sinkt.
1b zeigt das erfindungsgemäße Kühlelement des ebenfalls in 1a gezeigten ersten Ausführungsbeispiels in einem Zustand, in dem das Kühlmittel 116 geschmolzen ist. Das Sensorelement 120 ist aufgrund des Schmelzens von der 1a gezeigten Anfangsposition in einer vorbestimmte Endposition auf einen Gehäusegrund 118 des Elementengehäuses 110 gesunken. Mithin wurde das Kühlmittel 116 im Einsatz bis über seine Schmelztemperatur hinaus erwärmt.
In einem nicht dargestellten Zustand des Kühlmittels 116, in dem es in den Bereich seiner Schmelztemperatur hinein erwärmt wurde, ist das Kühlmittel 116 teilweise geschmolzen, sodass das Sensorelement 120 nicht in der in 1a gezeigten Anfangsposition und auch nicht in der in 1b gezeigten Endposition, sondern in einer zwischen diesen beiden Positionen befindlichen Zwischenposition vorliegt.
2a und 2b zeigen eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kühlelements 200 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Kühlelement 200 vor einem Erreichen des Schmelzpunktes mit einem gefrorenen Kühlmittel 116 (2a), und nach Erreichen des Schmelzpunktes mit einem flüssigen Kühlmittel 116 (2b) gezeigt ist.
Das Kühlelement 200 unterscheidet sich dadurch von dem in 1a und 1b dargestellten Kühlelement 100, dass das Elementengehäuse 210 zusätzlich eine Gehäuseführung 211 aufweist. Die Gehäuseführung 211 ist innerhalb des Kühlelements 200 angeordnet und ausgebildet, eine Beweglichkeit des Sensorelementes 220 in dem Kühlmittel 116 einzuschränken. Die Beweglichkeit ist im flüssigen Zustand des Kühlmittels 116 derart eingeschränkt, dass das Sensorelement 220 während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgerätes durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgerätes ausschließlich in Richtung der auf das Sensorelement 220 wirkenden Schwerkraft 130 beweglich ist. Ausschließlich in Richtung der Schwerkraft 130 beweglich sein bedeutet, dass eine Bewegung entlang der Gehäuseführung 211 zwar aufgrund einer Formgebung des Kühlelements 200 einen lateralen Anteil haben kann und vorliegend auch hat, dass jedoch jede Bewegung des Sensorelementes 200 aufgrund der Gehäuseführung auch eine Bewegung in Richtung der Schwerkraft 130 bewirkt. Die Gehäuseführung 211 ist vorliegend einteilig zusammen mit dem Elementengehäuse 210 ausgebildet.
Das Sensorelement 220 ist, im Gegensatz zu dem in 1a und 1b gezeigten Sensorelement 120, derart ausgebildet, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels 116 durch eine gegen die Schwerkraft 130 wirkende Auftriebskraft des Sensorelementes 220 auf einer Kühlmitteloberfläche 117 des Kühlmittels 116 treibt. Vorliegend ist das Sensorelement 220 kugelförmig und hohl ausgestaltet. In dem in 2a gezeigten gefrorenen Zustand des Kühlmittels 116 ist das Sensorelementes in einer vorbestimmten Anfangsposition, wie sie typischerweise zu Beginn eines Einsatzes des Kreislaufatemschutzgerätes vorliegt. Ein Schmelzen des Kühlmittels 116 führt dazu, dass das Sensorelement 220 sich durch seine Auftriebskraft entgegen der wirkenden Schwerkraft 130 aus seiner Anfangsposition herausbewegt. Nach einem vollständigen Schmelzen des Kühlmittels 116 hat das Sensorelement 220 seine durch die Gehäuseführung 211 vorgegebene Endposition an der Kühlmitteloberfläche 117 eingenommen.
Weiterhin weist das Sensorelementes 220 einen passiven RFID-Tag 224 auf. Über den passiven RFID-Tag 224 kann eine Position des Sensorelementes 220 besonders vorteilhaft über mehrere Dezimeter Entfernung von dem Kühlelement 200 durch eine entsprechend ausgebildete Ausleseeinheit ausgelesen werden.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Sensorelement weiterhin einen Temperatursensor. Hierdurch kann zusätzlich zu einer Lageinformation eine Temperaturinformation ausgegeben werden. Dies ermöglicht eine besonders genaue Bestimmung des Kühlmittelzustands.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kontrollsystems 305 gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung.
Das Kontrollsystem 305 ist zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs 340 in einem Kreislaufatemschutzgerät 306 ausgebildet. Das Kreislaufatemschutzgerät 306 weist hierfür eine Kühlvorrichtung 350 auf, die mindestens ein erfindungsgemäßes Kühlelement 300 mit einem Sensorelement 320 aufweist.
Es ist bekannt, dass die Kühlvorrichtung 350 innerhalb eines Kreislaufatemschutzgerätes 306 dazu ausgebildet ist, den Atemgaskreislauf 340, der typischerweise durch einen nicht dargestellten CO2-Absorber aufgeheizt wurde, durch das in dem Kühlelement 300 befindliche Kühlmittel 116 zu kühlen, ehe es als Einatemgas 345 dem Nutzer des Kreislaufatemschutzgerätes 306 bereitgestellt wird.
Das erfindungsgemäße Kontrollsystem 305 weist neben dem erfindungsgemäßen Kühlelement 300 weiterhin mindestens eine Detektionseinheit 360 und eine Kontrolleinheit 370 auf.
Die erfindungsgemäße Detektionseinheit 360 ist in dem Kreislaufatemschutzgerät 306 außerhalb des Kühlelements 300, vorliegend weiterhin außerhalb der Kühlvorrichtung 350, angeordnet und ausgebildet, entsprechend einer aktuellen Lage des Sensorelements 320 in dem Elementengehäuse 310 des Kühlelements 300 eine Lageinformationen zu bestimmen und als Lagesignal 365 auszugeben. Vorliegend erfolgt das Bestimmen der Lageinformation über eine Sendevorrichtung 362 und eine Antennenvorrichtung 364 der Detektionseinheit 360. Über die Antennenvorrichtung 364 und die Sendevorrichtung 362 ist die Detektionseinheit 360 als RFID-Ausleseeinheit ausgebildet, während das Sensorelement 320 einen passiven RFID-Tag 224 aufweist. Über ein Auslesesignal 363 der Sendevorrichtung 362 der Detektionseinheit 360 wird ein entsprechendes Informationssignal 326 von dem Sensorelement 320 ausgelöst. Das Informationssignal 326 weist eine Positionsinformation bezüglich einer Position des Sensorelementes 320 relativ zu der Detektionseinheit 360 auf. Vorliegend weist das Informationssignal 326 weiterhin eine Identifikationsinformation auf, welche eine eindeutige Zuordnung zwischen Informationssignal und versendendem Sensorelementes erlaubt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, falls das Kontrollsystem eine Mehrzahl an Sensorelementen aufweist. In einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Informationssignal ausschließlich eine Positionsinformation auf.
Das Auslösen des Informationssignals 326 erfolgt im Rahmen der RFID-Technologie bekanntermaßen derart, dass das als Auslesesignal 363 durch die RFID-Ausleseeinheit bereitgestellte elektromagnetische Feld durch den passiven RFID-Tag 224 moduliert wird, wobei der passive RFID-Tag aus dem elektromagnetischen Feld mit der für die Modulation notwendigen Energie gespeist wird. Die als RFID-Ausleseeinheit ausgebildete Detektionseinheit 360 ist wiederum dazu ausgebildet, diese Modulation und mithin das Informationssignal 326 über die Antennenvorrichtung 364 zu empfangen.
Die Kontrolleinheit 370 ist außerhalb der Kühlvorrichtung 350 in dem Kreislaufatemschutzgerät 306 angeordnet und mit der Detektionseinheit 360 signaltechnisch verbunden. Vorliegend ist diese signaltechnische Verbindung kabelbasiert bereitgestellt. Weiterhin ist die Kontrolleinheit 370 ausgebildet, das Lagesignal 365 zu empfangen, die entsprechende Lageinformation zu bestimmen und anhand der Lageinformation einen Kühlmittelzustand der Kühlvorrichtung 350 zu ermitteln und ein entsprechendes Kontrollsignal 375 auszugeben. Der Kühlmittelzustand zeigt eine voraussichtliche weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung 350 an. Vorliegend zeigt der Kühlmittelzustand insbesondere einen Aggregatzustand des Kühlmittels 116 an.
Vorliegend wertet die Kontrolleinheit 370 anhand der Lageinformation aus, ob eine Bewegung des Sensorelementes 320 stattgefunden hat. Eine Bewegung des Sensorelementes 320 impliziert insbesondere eine Bewegung des Sensorelementes 320 aus einer bekannten Anfangsposition innerhalb des gefrorenen Kühlmittels 116 heraus. Mithin ermöglicht die Detektion einer Bewegung des Sensorelementes 320, ein beginnendes Schmelzen des Kühlmittels 116 festzustellen. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wertet die Kontrolleinheit anhand der Lageinformation aus, ob, nach einem Einsetzen einer Bewegung des Sensorelementes, ein dauerhaftes Ende dieser Bewegung eingesetzt hat. Anhand des einsetzenden Endes der Bewegung kann auf die Bewegung des Sensorelementes in eine bekannte Endposition des Sensorelementes innerhalb des Kühlelements geschlossen werden, was ein zumindest nahezu vollständiges Schmelzen des Kühlmittels anzeigt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Kontrolleinheit ausgebildet, aus der Lageinformation sowohl das Einsetzen der Bewegung des Sensorelementes, als auch das dauerhafte Ende dieser Bewegung auszuwerten und einen entsprechenden Kühlmittelzustand zu bestimmen.
Das Bewegen des Sensorelementes aus seiner bekannten Anfangsposition heraus zeigt das Einsetzen eines Schmelzprozesses des Kühlmittels an, wohingegen das Bewegen des Sensorelementes in eine bekannte Endposition hinein anzeigt, dass das Kühlmittel nahezu vollständig geschmolzen ist. Ein dazwischenliegender Weg des Sensorelementes innerhalb des Kühlelements wird in einem nicht dargestellten Beispiel ebenfalls als Lageinformation bestimmt.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Kühlelemente der Kühlvorrichtung als erfindungsgemäße Kühlelemente mit einem jeweiligen Sensorelement ausgebildet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kreislaufatemschutzgerät 306 weiterhin als Nutzerschnittstelle eine Ausgabeeinheit 380 auf, die ausgebildet ist, entsprechend des Kontrollsignals 375 über ein optisches Ausgabemedium 385 eine optische Ausgabe entsprechend des Kühlmittelzustand bereitzustellen. Vorliegend ist die Ausgabeeinheit 380 ausgebildet, eine optische Ausgabe auszugeben, falls das Sensorelement 320 die bekannte Anfangsposition innerhalb des Kühlelements 300 verlassen hat.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kontrollsystems 405 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Das dargestellte Kontrollsystem 405 unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten Kontrollsystem 305 dadurch, dass das Sensorelement 420 ausgebildet ist, durch seine Auftriebskraft innerhalb des Kühlmittels, bei einem vorliegenden flüssigen Zustand des Kühlmittels 116 auf einer Kühlmitteloberfläche 117 des Kühlmittels 116 zu treiben. Dargestellt ist hierbei ein Zustand, in dem das Kühlmittel teilweise geschmolzen ist, sodass sich das Sensorelement 420 zwischen einer im gefrorenen Zustand vorliegenden Anfangsposition und einer im geschmolzenen Zustand des Kühlmittels 116 vorliegenden Endposition befindet. Weiterhin unterscheidet sich das Sensorelement dadurch, dass es keinen RFID-Tag aufweist, sondern durch einen Dauermagneten gebildet ist.
Entsprechend unterscheidet sich die Detektionseinheit 460 dadurch, dass sie nicht als RFID-Ausleseeinheit ausgebildet ist, sondern als Reed-Relais oder als Hall-Sensor, vorliegend als Reed-Relais, eine Lageinformation des als Dauermagnet ausgebildeten Sensorelementes 420 bestimmt. Hierfür weist das Kontrollsystem 405 neben der Detektionseinheit 460 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine zweite Detektionseinheit 462 auf. Die erste Detektionseinheit 460 ist ausgebildet, die Bewegung des Sensorelementes 420 aus der bekannten Anfangsposition innerhalb des Kühlelements 400 heraus anzuzeigen. Die zweite Detektionseinheit 462 ist ausgebildet, die Bewegung des Sensorelementes 420 in die bekannte Endposition des Sensorelementes 420 innerhalb des Kühlelements 400 hinein anzuzeigen. Die Anfangsposition befand sich entsprechend der Ausgestaltung des Sensorelementes 420 auf dem Gehäusegrund 418 des Elementengehäuses 410 des Kühlelements 400. Die Endposition wird im nahezu vollständig geschmolzenen Zustand des Kühlmittels 116 auf der Kühlmitteloberfläche 117 sein.
Die Kontrolleinheit 470 ist hierbei dazu ausgebildet, eine entsprechende Mehrzahl an Lagesignalen 465, 467 zu empfangen und aus den entsprechenden Lageinformationen den Kühlmittelzustand zu ermitteln.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das erfindungsgemäße Kontrollsystem mindestens eine weitere Detektionseinheit auf. Hierdurch kann auf einen Anteil eines zum aktuellen Zeitpunkt eines Einsatzes geschmolzenen Kühlmittels geschlossen werden. So zeigt eine Position des Sensorelementes in einer Mitte zwischen Anfangsposition und Endposition an, dass bereits etwa die Hälfte des Kühlmittels geschmolzen ist. Eine Position des Sensorelementes bei einem Drittel der Wegstrecke zwischen Anfangsposition und Endposition zeigt entsprechend an, dass etwa ein Drittel des Kühlmittels geschmolzen ist.
Ein nächster Unterschied zwischen den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen liegt darin, dass die als Nutzerschnittstelle ausgebildete Ausgabeeinheit 480 neben einem optischen Ausgabemedium 485 ein akustisches Ausgabemedium 487 aufweist. Entsprechend ist die Ausgabe Einheit 480 ausgebildet, eine optische Ausgabe und/oder eine akustische Ausgabe 488 entsprechend dem aktuell vorliegenden Kühlmittelzustand auszugeben.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einfrierhalterung 500 gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung.
Die Einfrierhalterung 500 ist zum Einfrieren mindestens eines erfindungsgemäßen Kühlelements ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einfrierhalterung 500 zum Einfrieren des in den 2a und 2b dargestellten Kühlelements 200 ausgebildet.
Die Einfrierhalterung 500 umfasst hierfür ein Gestell 510 und einen Positionierungsmagnet 520.
Das Gestell 510 weist mindestens eine Aufnahme 512 für das Kühlelement 200 auf. Die Aufnahme 512 wird durch entsprechende Aufnahmewände 514 gebildet, die sich entsprechend der keilförmigen Ausgestaltung des Kühlelements 200 ebenfalls keilförmig zu einem Aufnahmegrund 513 der Aufnahme 512 hin verjüngen. Durch diese Ausgestaltung ist die Aufnahme 512 derart angeordnet, dass das in die Aufnahme 512 eingesetzte Kühlelement 200 im Falle eines flüssigen Kühlmittels, also vor einem Einfriervorgang, eine Bewegung des Sensorelementes 220 in Richtung der auf das Sensorelementes 220 wirkenden Schwerkraft 130 erlaubt.
Der Positionierungsmagnet 520 ist an dem Gestell 510 im Bereich der Aufnahme 512 derart angeordnet, dass das Sensorelement 220 im dargestellten flüssigen Zustand des Kühlmittels 116 über eine zwischen Positionierungsmagnet 520 und Sensorelement 220 vorliegende magnetische Wechselwirkung 530 in einer Anfangsposition gehalten wird. Das Sensorelement 220 ist mithin in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem magnetischen Material gebildet. Diese Anfangsposition ist verschieden von einer Endposition, die das Sensorelement 220 innerhalb des Kühlelements 200 im flüssigen Zustand des Kühlmittels 216 während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer annehmen würde. Wie im Rahmen von 2a und 2b beschrieben, ist das Sensorelement 220 dazu ausgebildet, durch die im Kühlmittel 116 wirkende Auftriebskraft an einer Kühlmitteloberfläche 117 des flüssigen Kühlmittels 116 zu treiben. Der Positionierungsmagnet 520 hält das Sensorelementes 220 gegen die wirkende Auftriebskraft am Gehäusegrund des Kühlelements 200. Hierfür ist der Positionierungsmagnet 520 an einer Bodenplatte 540 der Einfrierhalterung 500 angeordnet.
Die Einfrierhalterung 500 ist geeignet, innerhalb eines geeigneten Einfriergerätes angeordnet zu werden, und eine Fixierung des Sensorelementes 220 in der Anfangsposition durch den Positionierungsmagnet 520 während einer Einfrierdauer eines Einfrierprozesses zum Einfrieren des Kühlmittels 216 bereitzustellen. Das geeignete Einfriergerät ist hierbei typischerweise ein mobiler Gefrierschrank, wie er beispielsweise für Einsatzfahrzeuge, insbesondere für Feuerwehr-Einsatzfahrzeuge, verwendet wird, wobei die Einfrierhalterung 500 erfindungsgemäß ausgebildet ist in einen üblichen, mobilen Gefrierschrank eingebracht zu werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Einfrierhalterung 600 gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung.
Die Einfrierhalterung 600 unterscheidet sich von der Einfrierhalterung 500 dadurch, dass sie einen Positionierungsmagnet 620 aufweist, der in einer Deckenplatte 650 der Einfrierhalterung 600 angeordnet ist. Entsprechend ist die Einfrierhalterung 600 nicht dazu geeignet, das Kühlelement 200 zu kühlen und dabei das Sensorelement 220 in der Anfangsposition am Gehäusegrund des Kühlelements 200 zu fixieren. Die Einfrierhalterung 600 ist für ein Kühlelement geeignet, dass ein Sensorelement aufweist, welches eine größere Gewichtskraft in Richtung der Schwerkraft 130 als die vorliegende, entgegenwirkende Auftriebskraft in dem Kühlmittel aufweist. In einem derartigen Kühlelement ist die Anfangsposition des Sensorelementes an einer Kühlmitteloberfläche des Kühlmittels. Die Einfrierhalterung 500 ist hingegen für ein Kühlelement geeignet, dass ein Sensorelement aufweist, bei dem die vorliegende Auftriebskraft in dem Kühlmittel die Gewichtskraft übersteigt, da hierbei die Anfangsposition des Sensorelementes, wie in 5 gezeigt an dem Gehäusegrund des Kühlelements liegt.
Vorliegend ist die Deckenplatte 650 über ein Scharnier 660 beweglich an dem Gestell 610 der Einfrierhalterung 600 gelagert. Hierbei ist sie zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar. Das Einbringen des Kühlelements in die Aufnahme 612 ist lediglich bei Vorliegen der offenen Position möglich. Vorliegend ist das in 1a und 1b gezeigte Kühlelement 100 in die Aufnahme 612 eingebracht. In der geschlossenen Position ist der Positionierungsmagnet 620 derart angeordnet, dass das Sensorelement 120 in seiner Anfangsposition auf der Kühlmitteloberfläche 117 des Kühlmittels 116 durch eine vorliegende magnetische Wechselwirkung 630 gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Einfrierhalterung ist vorteilhaft entweder zum Aufnehmen eines Kühlelements mit einem im Kühlmittel schwimmenden Sensorelement oder zum Aufnehmen eines Kühlelements mit einem im Kühlmittel sinkenden Sensorelement ausgebildet. Diese beiden Fälle erfordern jeweils eine andere Anordnung des Positionierungsmagnet, wie es in 5 und 6 gezeigt ist.
Besonders vorteilhaft umfasst die erfindungsgemäße Einfrierhalterung eine Mehrzahl an Aufnahmen. So können alle Kühlelemente für eine Kühlvorrichtung gleichzeitig für einen Einsatz eingefroren werden.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 700 gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren 700 zum Kühlen eines Kühlelements zur Verwendung in einer Kühlvorrichtung eines Kreislaufatemschutzgeräts, weist die im Folgenden dargestellten Schritte auf.
Ein erster Schritt 710 umfasst ein Bereitstellen eines Sensorelements innerhalb eines mit Kühlmittel gefüllten Kühlelements einer Kühlvorrichtung des Kreislaufatemschutzgeräts.
Ein weiterer Schritt 720 umfasst ein Anordnen des Sensorelements in einer Anfangsposition, die von einer Endposition verschieden ist, die das Sensorelement innerhalb des Kühlelements im flüssigen Zustand des Kühlmittels während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts annimmt.
Ein abschließender Schritt 730 umfasst ein Kühlen des Kühlelements derart, dass das Kühlmittel bis unter seinen Schmelzpunkt gekühlt wird, während das Sensorelement in seiner Anfangsposition verbleibt.
Der Schritt 710 wird typischerweise bei der Herstellung oder Wartung des Kühlelements ausgeführt, wohingegen die Schritte 720 und 730 für jeden Kühlprozess des Kühlelements durchgeführt werden.
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 800 gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren 800 zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs in einem Kreislaufatemschutzgerät, weist die im Folgenden dargestellten Schritte auf.
Ein erster Schritt 810 umfasst ein Einsetzen des gemäß des in 7 dargestellten Verfahrens 700 gekühlten Kühlelements in die Kühlvorrichtung des Kreislaufatemschutzgeräts.
Ein weiterer Schritt 820 umfasst ein Bestimmen einer Lageinformation und ein Ausgeben eines entsprechenden Lagesignals, welches die Lageinformation impliziert, wobei die Lageinformation eine Information bezüglich einer aktuellen Lage des Sensorelements in dem Kühlelement ist.
Ein nächster Schritt 830 umfasst ein Empfangen des Lagesignals, ein Bestimmen der entsprechenden Lageinformation, und ein Ermitteln eines Kühlmittelzustands der Kühlvorrichtung anhand der Lageinformation, wobei der Kühlmittelzustand eine voraussichtliche, weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung anzeigt.
Ein letzter Schritt 840 umfasst ein Ausgeben eines Kontrollsignals basierend auf dem ermittelten Kühlmittelzustand.
Der Schritt 810 erfolgt typischerweise zu Beginn eines Einsatzes eines entsprechend gekühlten Kreislaufatemschutzgerätes. Auf die Schritte 820, 830 und 840 werden vorzugsweise in dieser Reihenfolge in regelmäßigen, zeitlichen Abständen während eines Einsatzes ausgeführt. Die regelmäßigen, zeitlichen Abstände werden typischerweise durch vorbestimmte Zeitintervalle vorgegeben, in denen die Lageinformation abgefragt und gemäß Schritt 820 bestimmt wird.
Bezugszeichenliste

100, 200, 300, 400: Kühlelement
110,210,310,410: Elementengehäuse
112: Verschluss
114: Seitenwand
116: Kühlmittel
117: Kühlmitteloberfläche
118, 418: Gehäusegrund
120, 220, 320, 420: Sensorelement
130: Schwerkraft
211: Gehäuseführung
224: RFID-Tag
305,405: Kontrollsystem
306: Kreislaufatemschutzgerät
326: Informationssignal
340: Atemgaskreislauf
345: Einatemgas
350: Kühlvorrichtung
360,460: Detektionseinheit
362: Sendevorrichtung
363: Auslesesignal
364: Antennenvorrichtung
365, 465, 467: Lagesignal
370: Kontrolleinheit
375: Kontrollsignal
380, 480: Ausgabeeinheit
385, 485: optisches Ausgabemedium
462: zweite Detektionseinheit
487: akustisches Ausgabemedium
488: akustische Ausgabe
500, 600: Einfrierhalterung
510, 610: Gestell
512,612: Aufnahme
513: Aufnahmegrund
514: Aufnahmewand
520, 620: Positionierungsmagnet
530, 630: magnetische Wechselwirkung
540: Bodenplatte
650: Deckenplatte
660: Scharnier
700, 800: Verfahren
710, 720, 730, 810, 820: Verfahrensschritte
830, 840

Claims

Kühlelement (100) zur Verwendung innerhalb einer Kühlvorrichtung (350) eines Kreislaufatemschutzgeräts (306), mit - einem Elementengehäuse (110), welches einen flüssigkeitsdichten Verschluss (112) aufweist und mit einem Kühlmittel (116) gefüllt ist, das einen Schmelzpunkt unter 50°C aufweist, und - einem Sensorelement (120), das innerhalb des Elementengehäuses (110) in Kontakt mit dem Kühlmittel (116) derart angeordnet ist, dass es im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts (306) durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts (306) in Richtung der auf das Sensorelement (120) wirkenden Schwerkraft (130) beweglich ist.
Kühlelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Sensorelement (120) ausgebildet ist, im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) durch die auf das Sensorelement (120) wirkende Schwerkraft (130) bis auf einen Gehäusegrund (118) des Elementengehäuses (110) zu sinken.
Kühlelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Sensorelement (120) ausgebildet ist, im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) durch eine gegen die Schwerkraft (130) wirkende Auftriebskraft des Sensorelements (120) auf einer Kühlmitteloberfläche (117) des Kühlmittels (116) zu treiben.
Kühlelement (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (120) einen passiven RFID-Tag (224) aufweist.
Kühlelement (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (120) einen Dauermagnet aufweist.
Kühlelement (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Elementengehäuse (110) weiterhin eine Gehäuseführung (211) aufweist, die innerhalb des Kühlelements (100) an dem Elementengehäuse (110) angeordnet ist, und die ausgebildet ist, eine Beweglichkeit des Sensorelements (120) in dem Kühlmittel (116) im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) derart einzuschränken, dass das Sensorelement (120) während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts (306) durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts (306) ausschließlich in Richtung der auf das Sensorelement (120) wirkenden Schwerkraft (130) beweglich ist.
Kontrollsystem (305) zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs (340) in einem Kreislaufatemschutzgerät (306), welches eine Kühlvorrichtung (350) aufweist, in der mindestens ein Kühlelement (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Vorrichtungsgehäuse der Kühlvorrichtung (350) angeordnet ist, mit - mindestens einer Detektionseinheit (360), die außerhalb der Kühlvorrichtung (350) in dem Kreislaufatemschutzgerät (306) angeordnet ist, und die ausgebildet ist, eine Lageinformation zu bestimmen und ein entsprechendes Lagesignal (365) auszugeben, welches die Lageinformation impliziert, wobei die Lageinformation eine Information bezüglich einer aktuellen Lage des Sensorelements (120) in dem Elementengehäuse (110) des Kühlelements (100) ist; - eine Kontrolleinheit (370), die außerhalb der Kühlvorrichtung (350) in dem Kreislaufatemschutzgerät (306) angeordnet und die mit der Detektionseinheit (360) signaltechnisch verbunden ist, und die ausgebildet ist, das Lagesignal (365) zu empfangen, die entsprechende Lageinformation zu bestimmen und anhand der Lageinformation einen Kühlmittelzustand der Kühlvorrichtung (350) zu ermitteln, wobei der Kühlmittelzustand eine voraussichtliche weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung (350) anzeigt, und wobei die Kontrolleinheit (370) weiterhin ausgebildet ist, basierend auf dem Kühlmittelzustand ein Kontrollsignal (375) auszugeben.
Kontrollsystem (305) gemäß Anspruch 7, wobei der ermittelte Kühlmittelzustand einen Aggregatzustand des Kühlmittels (116) anzeigt.
Kontrollsystem (305) gemäß Anspruch 8, wobei der ermittelte Kühlmittelzustand eine Bewegung des Sensorelements (120) aus einer für das gefrorene Kühlmittel (116) innerhalb des Kühlelements (100) bekannten Anfangsposition des Sensorelements (120) heraus anzeigt.
Kontrollsystem (305) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der ermittelte Kühlmittelzustand eine Bewegung des Sensorelements (120) in eine für das vollständig geschmolzene Kühlmittel (116) innerhalb des Kühlelements (100) bekannte Endposition des Sensorelements (120) hinein anzeigt.
Kontrollsystem (405) gemäß mindestens einem der wobei das Kontrollsystem (405) eine Mehrzahl von Detektionseinheiten (460), (462) aufweist, und wobei die Kontrolleinheit (370) ausgebildet ist, aus einer entsprechenden Mehrzahl an Lagesignalen (465), (467) eine entsprechende Mehrzahl an Lageinformationen zu bestimmen und aus der Mehrzahl an Lageinformationen den Kühlmittelzustand basierend auf einer ermittelten Bewegung des Sensorelements (120) zu ermitteln.
Kontrollsystem (305) gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das Sensorelement (120) einen passiven RFID-Tag (224) aufweist und wobei die mindestens eine Detektionseinheit (360) als RFID-Ausleseeinheit ausgebildet ist.
Kontrollsystem (305) gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das Sensorelement (120) einen Dauermagnet aufweist und wobei die mindestens eine Detektionseinheit (360) als Reed-Relais oder als Hall-Sensor ausgebildet ist.
Einfrierhalterung (500) für mindestens ein Kühlelement (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, mit - einem Gestell (510), das mindestens eine Aufnahme (512) für das mindestens eine Kühlelement (100) aufweist, wobei die Aufnahme (512) derart angeordnet ist, dass das in die Aufnahme (512) eingesetzte Kühlelement (100) mit flüssigem Kühlmittel (116) eine Bewegung des Sensorelements (120) in Richtung der auf das Sensorelement (120) wirkenden Schwerkraft (130) erlaubt, - einem Positionierungsmagnet (520), der an dem Gestell (510) im Bereich der Aufnahme (512) derart angeordnet ist, dass das Sensorelement (120) im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) über eine zwischen Positionierungsmagnet (520) und Sensorelement (120) wirkende Magnetkraft (530) in einer Anfangsposition gehalten wird, die von einer Endposition verschieden ist, die das Sensorelement (120) innerhalb des Kühlelements (100) im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts (306) durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts (306) annimmt, wobei die Einfrierhalterung (500) geeignet ist, innerhalb eines geeigneten Einfriergerätes angeordnet zu sein und eine Fixierung des Sensorelements (120) in der Anfangsposition durch den Positionierungsmagnet (520) während einer Einfrierdauer eines Einfrierprozesses zum Einfrieren des Kühlmittels (116) des Kühlelements (100) bereitzustellen.
Einfrierhalterung (500) gemäß Anspruch 14, wobei der Positionierungsmagnet (520) an einer Bodenplatte (540) oder einer Deckenplatte (650) der Einfrierhalterung (500) angeordnet ist.
Einfrierhalterung (500) gemäß Anspruch 15, wobei die Deckenplatte (650) zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar an dem Gestell der Einfrierhalterung (500) gelagert ist, und wobei die Deckenplatte (650) derart ausgebildet ist, dass ein Einbringen des Kühlelements (100) in die Aufnahme (512) nur bei Vorliegen der offenen Position möglich ist, und wobei nur bei Vorliegen der geschlossenen Position der Positionierungsmagnet (520) relativ zu der Aufnahme (512) derart angeordnet ist, dass das Sensorelement (120) in der Anfangsposition gehalten wird.
Verfahren (700) zum Kühlen eines Kühlelements (100) zur Verwendung in einer Kühlvorrichtung (350) eines Kreislaufatemschutzgeräts (306), aufweisend die Schritte - Bereitstellen eines Sensorelements (120) innerhalb eines mit Kühlmittel (116) gefüllten Kühlelements (100) einer Kühlvorrichtung (350) des Kreislaufatemschutzgeräts (306); - Anordnen des Sensorelements (120) in einer Anfangsposition, die von einer Endposition verschieden ist, die das Sensorelement (120) innerhalb des Kühlelements (100) im flüssigen Zustand des Kühlmittels (116) während eines Tragens des Kreislaufatemschutzgeräts (306) durch einen Nutzer des Kreislaufatemschutzgeräts (306) annimmt; - Kühlen des Kühlelements (100) derart, dass das Kühlmittel (116) bis unter seinen Schmelzpunkt gekühlt wird, während das Sensorelement (120) in seiner Anfangsposition verbleibt.
Verfahren (800) zur Kontrolle eines Atemgaskreislaufs (340) in einem Kreislaufatemschutzgerät (306), aufweisend die Schritte - Einsetzen des gemäß des Verfahrens (700) gemäß Anspruch 17 gekühlten Kühlelements (100) in die Kühlvorrichtung (350) des Kreislaufatemschutzgeräts (306); - Bestimmen einer Lageinformation und Ausgeben eines entsprechenden Lagesignals (365), welches die Lageinformation impliziert, wobei die Lageinformation eine Information bezüglich einer aktuellen Lage des Sensorelements (120) in dem Kühlelements (100) ist; - Empfangen des Lagesignals (365), Bestimmen der entsprechenden Lageinformation, und Ermitteln eines Kühlmittelzustands der Kühlvorrichtung (350) anhand der Lageinformation, wobei der Kühlmittelzustand eine voraussichtliche weitere Kühldauer der Kühlvorrichtung (350) anzeigt; und - Ausgeben eines Kontrollsignals (375) basierend auf dem Kühlmittelzustand.