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Die Erfindung betrifft ein Gasmesssystem zum Messen und Ausgeben mindestens einer Gaskonzentration eines zu untersuchenden Gases, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmesssystems.
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Es ist bekannt, Gasmessgeräte über eine drahtlose Verbindung zu einem Netzwerk miteinander zu verbinden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Überwachung von Bereichen, in denen typischerweise die Gefahr besteht, toxischen und/oder gesundheitsgefährdenden Gasen unbemerkt ausgesetzt zu sein. Daher werden derartige Netzwerk von Gasmessgeräten typischerweise an Orten verwendet, an denen Menschen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise während ihrer Arbeitszeit, gefährlichen Gasen ausgesetzt sein können, wie beispielsweise in der chemischen Industrie.
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Typischerweise senden Gasmessgeräte gemessene Gaskonzentrationen an einen zentralen Speicher, wo diese Gaskonzentrationen in Echtzeit oder für ein zurückliegendes Zeitintervall ausgewertet werden können. Ebenfalls bekannt ist hierbei die Verwendung einer Mehrzahl von Gasmessgeräten, deren ermittelte Gaskonzentrationen eine Übersicht darüber liefern, in welchen überwachten Bereichen ungewöhnlich viel Gas gemessen wurde, was beispielsweise Rückschlüsse auf eine mögliche Leckage zulässt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Gasmesssystem, insbesondere ein Gasmesssystem mit einer besonders zuverlässigen Auswertung von gesammelten Daten, zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Gasmesssystem zum Messen und Ausgeben mindestens einer Gaskonzentration eines zu untersuchenden Gases vorgeschlagen, mit mindestens einem Gassensor, mindestens einem Digitalisierungsmodul, einem Netzwerk, mindestens einer Auswerteeinheit und einer Ausgabeeinheit.
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Der mindestens eine Gassensor ist ausgebildet, gemessene Rohdaten über ein Rohdatensignal, insbesondere über ein analoges Rohdatensignal, auszugeben.
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Das mindestens eine Digitalisierungsmodul ist in einer Umgebung des mindestens einen Gassensors angeordnet und ist ausgebildet, das Rohdatensignal des Gassensors zu empfangen, das Rohdatensignal zu verarbeiten, insbesondere zu digitalisieren, und ein entsprechendes digitales Sensorsignal über ein Funkmodul an das Netzwerk auszugeben, wobei das digitale Sensorsignal das verarbeitete Rohdatensignal und eine Sensor-Identifikationsinformation umfasst, und wobei die Sensor-Identifikationsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen verarbeitetem Rohdatensignal und entsprechendem Gassensor zu ermöglichen.
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Die mindestens eine Auswerteeinheit ist ausgebildet, das digitale Sensorsignal aus dem Netzwerk auszulesen, basierend auf den durch das digitale Sensorsignal indizierten gemessenen Rohdaten die Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases zu bestimmen und ein entsprechendes digitales Konzentrationssignal an das Netzwerk auszugeben. Dabei umfasst das digitale Konzentrationssignal die bestimmte Gaskonzentration und eine Lokalisierungsinformation, und die Lokalisierungsinformation ist dabei ausgebildet, eine Zuordnung zwischen bestimmter Gaskonzentration und einem Ort des entsprechenden mindestens einen Gassensors zu ermöglichen.
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Die eine Ausgabeeinheit ist ausgebildet, das digitale Konzentrationssignal aus dem Netzwerk auszulesen und über ein Ausgabemodul eine entsprechende für einen Nutzer der Ausgabeeinheit wahrnehmbare Ausgabe, insbesondere visuelle Ausgabe, bereitzustellen, wobei die wahrnehmbare Ausgabe die bestimmte Gaskonzentration und die Lokalisierungsinformation indiziert.
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Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass durch die Verwendung unterschiedlicher Geräte für die Auswertung und die Ausgabe der Gaskonzentration eine räumliche Trennung zwischen diesen beiden Verfahrensschritte möglich ist, die beispielsweise eine zentrale Auswertung der gemessenen Rohdaten für eine große Anzahl an Gassensoren und Ausgabeeinheiten erlaubt. Weiterhin wurde erkannt, dass durch das Versenden von Rohdaten eine dezentrale Auswertung der Rohdaten innerhalb eines Gasmessgerätes umgangen wird, wodurch besonders einfache und robuste Geräte, insbesondere Gassensoren oder eine Kombination aus Gassensor und Digitalisierungsmodul, im Rahmen des erfindungsgemäßen Gasmesssystems verwendet werden können.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer separaten Auswerteeinheit kann die Auswertung der Rohdaten unabhängig von dem Zeitpunkt der Messung der Rohdaten und unabhängig von dem Zeitpunkt der Ausgabe der bestimmten Gaskonzentrationen an den Nutzer erfolgen. Hierdurch können für die Auswertung der Rohdaten verwendete Algorithmen und/oder Geräte gewechselt oder repariert werden, ohne dass dabei die Funktionsfähigkeit der Gassensoren oder der Ausgabeeinheit eingeschränkt wird.
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Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Gasmesssystem den separaten Verkauf von einzelnen Bestandteilen des Gasmesssystems, während die Auswertung der gemessenen Rohdaten über die mindestens eine Auswerteeinheit weiterhin als Dienstleistung für die Käufer der übrigen Bestandteile angeboten werden kann und dadurch eine regelmäßige Verbesserung der Auswertung der Rohdaten durch fortschreitende technische Möglichkeiten erlaubt, während die verkauften weiteren Bestandteile, wie etwa Gassensoren und Ausgabeeinheiten unverändert funktionsfähig bleiben.
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Weiterhin erlaubt die mehrteilige Struktur des erfindungsgemäßen Gasmesssystems eine redundante Auslegung des Systems, beispielsweise durch mehrere verwendete Gassensoren, durch mehrere verwendete Funkstandards und/oder durch mehrere verwendete Auswerteeinheiten, wie dies im Rahmen von bevorzugten Ausführungsformen im Folgenden beschrieben ist.
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Weiterhin ist das erfindungsgemäße Gasmesssystem besonders einfach und kostengünstig realisierbar, da für die einzelnen Teile auf bestehende technologische Lösungen zurückgegriffen werden kann. So ist der Aufbau von Gassensoren, Auswerteeinheiten und Ausgabeeinheiten grundsätzlich bekannt und wird daher im Folgenden nicht im Detail erläutert werden.
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Das Rohdatensignal kann ein analoges oder digitales Rohdatensignal sein. Das Digitalisierungsmodul ist vorzugsweise ausgebildet eine Analog-Digital-Umwandlung des Rohdatensignals auszuführen. In Ausführungsbeispielen, in denen das Rohdatensignal bereits ein digitales Rohdatensignal ist, ist das Digitalisierungsmodul entsprechend nicht als Analog-Digital-Wandler sondern lediglich zum Bereitstellen des digitalen Sensorsignals ausgebildet. Die Verarbeitung des Rohdatensignals umfasst entsprechend zumindest ein Bereitstellen des digitalen Sensorsignals, welches die gemessenen Rohdaten aus dem Rohdatensignal indiziert.
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Bei dem Netzwerk handelt es sich erfindungsgemäß um ein Datennetzwerk.
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Die wahrnehmbare Ausgabe ist vorzugsweise eine optische Ausgabe, insbesondere eine Ausgabe über ein Display. Dass die wahrnehmbare Ausgabe die bestimmte Gaskonzentration und die Lokalisierungsinformation indiziert bedeutet, dass anhand der Art oder des Ortes der Ausgabe ein Nutzer des Gasmesssystems darüber informiert wird, welche Gaskonzentration gemessen wurde und in welcher Umgebung diese Gaskonzentration gemessen wurde.
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Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Ausgabeeinheit, dem mindestens einen Gassensor und der mindestens einen Auswerteeinheit um verschiedene Geräte. Der mindestens eine Gassensor und das mindestens eine Digitalisierungsmodul sind in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform sind Gassensor und Digitalisierungsmodul ebenfalls zwei verschiedene Geräte, also in zwei verschiedenen Gehäusen angeordnet.
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Vorteilhaft erlaubt das erfindungsgemäße Gasmesssystem die Verwendung eines besonders robusten Gassensors. So muss der Gassensor lediglich zum Messen und Ausgeben der das zu messende Gas betreffenden Rohdaten ausgebildet sein. Dies erlaubt die Verwendung kompakter Geräte, beispielsweise von Gassensoren ohne Display und/oder ohne weitere Steuerungsmodule. Derartige kompakte Gassensoren können besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.
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Das mindestens eine Digitalisierungsmodul kann entsprechend auch besonders robust und kompakt hergestellt werden, da keine qualitative Auswertung der gemessenen Rohdaten oder des Rohdatensignals durchgeführt werden muss.
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Das erfindungsgemäße Gasmesssystem ist daher ein besonders kostengünstiges System, in dem einzelne Komponenten autark voneinander funktionieren können, so dass eine hohe Ausfallsicherheit ermöglicht werden kann.
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Das erfindungsgemäße Gasmesssystem kann auch Teil eines größeren Systems aus Gassensoren und Ausgabeeinheiten sein. So werden in einer Ausführungsform Gassensoren und Ausgabeeinheiten von unterschiedlichen Nutzern des Gasmesssystems derart über ein Netzwerk miteinander kombiniert, dass die Auswertung der gemessenen Rohdaten für unterschiedliche Nutzer über eine einzige Auswerteeinheit oder über die gleiche Mehrzahl von redundant ausgelegten Auswerteeinheiten erfolgt.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gasmesssystems beschrieben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Digitalisierungsmodul weiterhin ausgebildet, Umweltdaten zu empfangen, die Umweltdaten dem digitalen Rohdatensignal zuzuordnen und sie über das digitale Sensorsignal an das Netzwerk auszugeben, wobei die Umweltdaten die Umgebung des mindestens einen Gassensors betreffen, und wobei die Auswerteeinheit weiterhin ausgebildet ist, die Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases basierend auf den gemessenen Rohdaten und auf den empfangen Umweltdaten zu bestimmen. In dieser Ausführungsform ist die besonders genaue Bestimmung einer Gaskonzentration möglich, da Umgebungseinflüsse bei dem Bestimmen der Gaskonzentration aus den gemessenen Rohdaten durch die mindestens eine Auswerteeinheit berücksichtigt werden können. In einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausführungsform indizieren die Umweltdaten eine aktuell gemessene Temperatur, einen aktuell gemessenen Umgebungsdruck, eine aktuell gemessene Luftfeuchtigkeit und/oder eine aktuelle Position des mindestens einen Gassensors. So kann die Gaskonzentration basierend auf der Temperatur, den aktuell gemessenen Umgebungsdruck, der aktuell gemessenen Luftfeuchtigkeit und/oder der aktuellen Position des Gassensors bestimmt werden. Die aktuelle Position des Gassensors kann beispielsweise durch die mindestens eine Auswerteeinheit dafür verwendet werden, innerhalb einer in regelmäßigen zeitlichen Abständen empfangenen Umgebungskarte anhand der Position des Gassensors auf Umgebungseinflüsse, wie beispielsweise Temperatur, Umgebungsdruck und/oder Luftfeuchtigkeit, zu schließen. Bei der aktuellen Position kann es sich beispielsweise um GPS-Daten handeln.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gasmesssystem mindestens einen ersten und einen zweiten Gassensor auf, wobei der zweite Gassensor in der Umgebung des ersten Gassensors angeordnet ist, und wobei den Gassensoren ein jeweiliges erstes und zweites Digitalisierungsmodul zugeordnet ist, die ein entsprechendes erstes und zweites digitales Sensorsignal an das Netzwerk ausgeben, und wobei die mindestens eine Auswerteeinheit ausgebildet ist, die aus dem Netzwerk empfangenen digitalen Sensorsignalen miteinander zu vergleichen. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform sind erster Gassensor und erstes Digitalisierungsmodul in einem gemeinsamen ersten Gehäuse und zweiter Gassensor und zweites Digitalisierungsmodul in einem gemeinsamen zweiten Gehäuse angeordnet. Die Zuordnung eines Gassensors zu genau einem Digitalisierungsmodul erlaubt einen besonders einfachen und robusten Aufbau des Digitalisierungsmoduls, da nicht mehrere Rohdatensignale empfangen und verarbeitet werden müssen. Weiterhin erlaubt das Vorsehen von zwei Gassensoren in einer gemeinsamen Umgebung ein besonders hohes Maß an Ausfallsicherheit, da bei Ausfall eines Gassensors ein weiterer Gassensor gemessene Rohdaten der entsprechenden Umgebung bereitstellen kann. Weiterhin ist in dieser Ausführungsform eine Reparatur oder eine Wechsel eines Gassensors möglich, ohne die Funktionsfähigkeit des gesamten Gasmesssystems zu beeinträchtigen.
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In einer besonders bevorzugten Variante der vorhergehenden Ausführungsform ist die mindestens eine Auswerteeinheit ausgebildet, die basierend auf den zwei verschiedenen digitalen Sensorsignalen bestimmten Gaskonzentrationen miteinander zu vergleichen und basierend auf diesem Vergleich eine zusätzliche Sensor-Ausfallinformation bereitzustellen, die anzeigt, ob die digitalen Rohdaten der mindestens zwei Gassensoren, die sich in einer gemeinsamen Umgebung befinden, im Wesentlichen gleiche Gaskonzentrationen indiziert haben. Durch einen derartigen Vergleich kann frühzeitig erkannt werden, wenn in einer Umgebung unterschiedliche Gaskonzentration bestimmt werden. Dies kann beispielsweise auf eine Fehlfunktion eines der beiden Gassensoren zurückzuführen sein. Weiterhin kann das Vorliegen unterschiedlicher Gaskonzentration auf einen besonders großen Gradienten der Gaskonzentration hindeuten. In den beiden genannten Fällen ist eine Alarmierung eines Nutzers des erfindungsgemäßen Gasmesssystems vorteilhaft, damit eine Überprüfung der Umgebung der beiden Gassensoren durchgeführt werden kann. In einem Beispiel dieser Variante wird basierend auf der Sensor-Ausfallinformation derjenige Gassensor, dessen bestimmte Gaskonzentration am meisten von einer vorherbestimmten Gaskonzentration abweicht, im Rahmen der Ausgabe durch die Ausgabeeinheit als wahrscheinlich defekt gekennzeichnet.
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In einer weiteren bevorzugten Variante der vorhergehenden Ausführungsform weist das Gasmesssystem mindestens drei, vorzugsweise mindestens fünf, insbesondere mindestens sieben Gassensoren in einer gemeinsamen Umgebung auf. In dieser Variante herrscht ein besonders hohes Maß an Ausfallsicherheit. Dies kann insbesondere an Orten vorteilhaft sein, an denen eine manuelle Reparatur oder ein manueller Wechsel von Gassensoren aufgrund von besonderen Umgebungseinflüssen, insbesondere aufgrund besonderer Witterungsbedingungen, schwierig ist. Weiterhin ermöglicht eine derart große Anzahl an Gassensoren in einer gemeinsamen Umgebung eine besonders genaue Bestimmung einer Richtung aus der das eine erhöhte Gaskonzentration verursachende Gas wahrscheinlich kommt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste und der zweite Gassensor einem gemeinsamen Digitalisierungsmodul zugeordnet, welches dazu ausgebildet ist, das entsprechende erste und zweite Sensorsignal an das Netzwerk auszugeben. In einer Variante dieser Ausführungsform werden die beiden Sensorsignale durch die Auswerteeinheit derart miteinander verglichen, dass eine entsprechende Sensor-Ausfallinformation basierend auf diesem Vergleich ausgegeben werden kann. Vorzugsweise werden das erste und zweite Sensorsignal über ein gemeinsames Funkmodul des gemeinsamen Digitalisierungsmoduls ausgegeben.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit ausgebildet, die Lokalisierungsinformation basierend auf der Sensor-Identifikationsinformation zu bestimmen. Dies kann beispielsweise durch eine in dem Netzwerk hinterlegte Zuordnung der Sensor-Identifikationsinformation zu einer bestimmten Umgebung oder zu einem konkreten Ort erfolgen. In dieser Ausführungsform kann die Lokalisierungsinformation besonders einfach und mit geringem Berechnungsaufwand bestimmt werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten und besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das mindestens eine Digitalisierungsmodul des erfindungsgemäßen Gasmesssystems mindestens ein erstes Funkmodul und ein zweites Funkmodul auf und ist ausgebildet, das digitale Sensorsignal über das erste Funkmodul entsprechend einem ersten Funkstandard an das Netzwerk auszugeben, und das digitale Sensorsignal über das zweite Funkmodul entsprechend einem zweiten Funkstandard an das Netzwerk auszugeben, und wobei der erste Funkstandard verschieden von dem zweiten Funkstandard ist. In dieser Ausführungsform ist die Funkverbindung zwischen Digitalisierungsmodul und Netzwerk besonders ausfallsicher ausgebildet, da bei einem defekten Funkmodul das andere Funkmodul weiterhin funktionsfähig ist. Weiterhin haben der erste und der zweite Funkstandard vorzugsweise unterschiedliche Spezifikationen, so dass abhängig von der Umgebung des Digitalisierungsmodul also möglicherweise mal der erste Funkstandard und mal der zweite Funkstandard eine bessere Sendeleistung liefern. So wird die Übertragung des digitalen Sensorsignals an das Netzwerk besonders sicher ermöglicht. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform weist das Digitalisierungsmodul mindestens drei verschiedene Funkmodule mit mindestens drei verschiedenen Funkstandards auf. In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform wird das digitale Sensorsignal nur über das erste Funkmodul mit dem ersten Funkstandards ausgegeben, solange kein Defekt des Funkmoduls vorliegt, insbesondere solange das digitale Sensorsignal an das Netzwerk ausgegeben wird. In dieser Variante wird auf das zweite Funkmodul und/oder den zweiten Funkstandard nur dann zurückgegriffen, wenn das digitale Sensorsignal nicht an das Netzwerk ausgegeben wird und/oder ein Defekt des Funkmoduls erkannt wird. Bei den Funkstandards handelt es sich beispielsweise um die am Markt bereits etablierten Funkstandards LoRa, LTE, WLAN, ZigBee, BLE und/oder Bluetooth.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Gasmesssystem mindestens zwei Auswerteeinheiten auf. Dabei sind die beiden Auswerteeinheiten ausgebildet, jeweils das digitale Sensorsignal aus dem Netzwerk auszulesen, jeweils die Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases zu bestimmen und jeweils ein entsprechendes digitales Konzentrationssignal an das Netzwerk auszugeben, und wobei das jeweilige digitale Konzentrationssignal indiziert, welche Auswerteeinheit dieses digitale Konzentrationssignal bereitgestellt hat. In einer Variante dieser Ausführungsform wird während des Betriebs des Gasmesssystems vorzugsweise eine der mindestens zwei Auswerteeinheiten verwendet, wobei anhand des digitalen Kontraktionssignals bestimmt werden kann, welche der beiden Auswerteeinheiten verwendet wurde. In dieser Variante kommt vorteilhaft die zweite Auswerteeinheit zum Einsatz, falls bei der ersten Auswerteeinheit ein Defekt festgestellt wurde. In einer alternativen Variante dieser Ausführungsform werden beide Auswerteeinheiten parallel zueinander verwendet, um deren bereitgestellte digitale Konzentrationssignale miteinander vergleichen zu können
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In einer besonders bevorzugten Variante der vorhergehenden Ausführungsform weist das Gasmesssystem weiterhin eine Vergleichseinheit auf, die ausgebildet ist, die mindestens zwei digitalen Konzentrationssignale zu empfangen, die jeweils bestimmten Gaskonzentrationen miteinander zu vergleichen und eine zusätzliche Auswerte-Ausfallinformation bereitzustellen, die anzeigt, ob die beiden bestimmten Gaskonzentrationen für das gleiche digitale Sensorsignal im Wesentlichen identisch sind. In dieser Variante kann vorteilhaft vor einer Ausgabe der Gaskonzentration durch die Ausgabeeinheit kontrolliert werden, ob die mindestens zwei Auswerteeinheiten im Wesentlichen identische Gaskonzentrationen bestimmt haben und mithin von einem zuverlässigen Betrieb der Auswerteeinheiten ausgegangen werden kann. In einem Beispiel dieser Variante wird durch die Vergleichseinheit ein digitales Konzentrationssignal an das Netzwerk ausgegeben, welches eine gemittelte Gaskonzentration der beiden durch die zwei digitalen Konzentrationssignale indizierten Gaskonzentrationen indiziert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Auswerteeinheit weiterhin dazu ausgebildet, das digitale Konzentrationssignal derart auszugeben, dass es weiterhin eine Alarminformation über einen konfigurierbaren Schwellenwert für das Ausgeben eines Alarms umfasst. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Ausgabeeinheit dazu ausgebildet, den konfigurierbaren Schwellenwert aus dem digitalen Konzentrationssignal zu erfassen und abhängig von der indizierten Gaskonzentrationen und dem erfassten konfigurierbaren Schwellenwert einen Alarm auszugeben, insbesondere einen Alarm auszugeben, falls die indizierte Gaskonzentration den erfassten konfigurierbaren Schwellenwert erreicht. In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform ist der konfigurierbare Schwellenwert durch die Auswerteeinheit zu einem früheren Zeitpunkt konfiguriert worden, beispielsweise abhängig von gesetzlichen Standards konfiguriert worden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgabeeinheit dazu ausgebildet, ein Alarmsignal auszugeben, falls die indizierte Gaskonzentration einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht. Der vorbestimmte Schwellenwert ist dabei vorzugsweise in einem Speichermodul der Ausgabeeinheit hinterlegt.
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Die Verbindung zwischen dem mindestens einen Gassensor und dem mindestens einen Digitalisierungsmodul ist vorzugsweise eine kabellose Verbindung, wie beispielsweise eine Verbindung durch einen der folgenden bekannten Funkstandards: LoRa, LTE, WLAN, ZigBee, BLE und/oder Bluetooth. Alternativ oder ergänzend ist die Verbindung zwischen dem mindestens einen Gassensor und dem mindestens einen Digitalisierungsmodul eine leitungsgebundene Verbindung.
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Die Verbindung zwischen der mindestens einen Auswerteeinheit und dem Netzwerk und/oder die Verbindung zwischen der Ausgabeeinheit und dem Netzwerk ist vorzugsweise eine kabellose Verbindung, wie beispielsweise eine Verbindung durch einen der folgenden bekannten Funkstandards: LoRa, LTE, WLAN, ZigBee, BLE und/oder Bluetooth. Alternativ oder ergänzend ist die Verbindung zwischen der mindestens einen Auswerteeinheit und dem Netzwerk und/oder die Verbindung zwischen der Ausgabeeinheit und dem Netzwerk eine leitungsgebundene Verbindung.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Ausgabeeinheit ein mobiles Gerät des Nutzers, wie beispielsweise ein Smartphone, ein Tablet oder ein Notebook.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmesssystems vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:
- - Messen von Rohdaten und Ausgeben der gemessenen Rohdaten über ein Rohdatensignal;
- - Empfangen des Rohdatensignals, Verarbeiten des Rohdatensignals in ein verarbeitetes Rohdatensignal und Ausgeben eines entsprechenden digitalen Sensorsignals an ein Netzwerk, wobei das digitale Sensorsignal das verarbeitete Rohdatensignal und eine Sensor-Identifikationsinformation umfasst, wobei die Sensor-Identifikationsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen verarbeitetem Rohdatensignal und entsprechendem Gassensor zu ermöglichen;
- - Auslesen des digitalen Sensorsignals aus dem Netzwerk, Bestimmen einer Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases basierend auf den durch das digitale Sensorsignal indizierten gemessenen Rohdaten und Ausgeben eines entsprechenden digitalen Konzentrationssignals an das Netzwerk, wobei das digitale Konzentrationssignal die bestimmte Gaskonzentration und eine Lokalisierungsinformation umfasst, und wobei die Lokalisierungsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen bestimmter Gaskonzentration und einem Ort des entsprechenden mindestens einen Gassensors zu ermöglichen,
- - Auslesen des digitalen Konzentrationssignals aus dem Netzwerk und Bereitstellen einer entsprechenden wahrnehmbaren Ausgabe, insbesondere visuellen Ausgabe, wobei die wahrnehmbare Ausgabe die bestimmte Gaskonzentration und die Lokalisierungsinformation indiziert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt vorteilhaft eine zentrale Bestimmung der Gaskonzentration und die Verwendung mehrerer einzelner mit dem Netzwerk verbundener Geräte. Dadurch, dass ein Netzwerk zuverlässig bereitgestellt werden kann, können die einzelnen Verarbeitungsschritte, nämlich das Messen der Rohdaten, das Bestimmen der Gaskonzentration und das Bereitstellen der Ausgabe zeitlich unabhängig voneinander erfolgen.
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Somit ist das erfindungsgemäß Verfahren besonders robust in der Anwendung, da beispielsweise auch bei einem temporären Ausfall der Messung von Rohdaten, wie etwa während einer Reparatur oder einem Wechsel eines Gassensors, bereits bestimmte Gaskonzentrationen weiterhin durch das Netzwerk bereitgestellt werden. Außerdem führt eine Fehlfunktion bei der Ausgabe von Gaskonzentrationen oder bei der Bestimmung der Gaskonzentration nicht zu einer Beeinträchtigung bei der Messung der Rohdaten, da die gemessenen Rohdaten weiterhin als digitales Sensorsignal in dem Netzwerk hinterlegt sind.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein jeweiliger Verfahrensschritt mehrfach durch unterschiedliche Geräte ausgeführt und deren Ergebnisse werden in einem darauffolgenden Verfahrensschritte miteinander verglichen, so dass auf eine Fehlfunktion eines Gerätes geschlossen werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das mehrfache Messen der Rohdaten, das mehrfache Ausgeben des digitalen Sensorsignals an das Netzwerk und/oder das mehrfache Bestimmen der Gaskonzentration vorgesehen. Durch eine derartige Redundanz kann ein besonders hohes Maß an Ausfallsicherheit durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht werden.
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Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch dargestellten, vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von diesen zeigen im Einzelnen:
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gasmesssystems;
- 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems;
- 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems;
- 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems;
- 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems;
- 6 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gasmesssystems 100.
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Das Gasmesssystem 100 zum Messen und Ausgeben mindestens einer Gaskonzentration eines zu untersuchenden Gases 105 umfasst mindestens einen Gassensor 110, mindestens eine Digitalisierungsmodul 120, ein Netzwerk 130, mindestens eine Auswerteeinheit 140 und eine Ausgabeeinheit 150.
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Der mindestens eine Gassensor 110 ist ausgebildet, gemessene Rohdaten über ein Rohdatensignal 112 auszugeben. Die gemessenen Rohdaten betreffen das zu untersuchende Gas 105. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um genau einen Gassensor 110. Vorzugsweise ist der Gassensor 110 besonders einfach ausgebildet und verfügt über keine Bedienelemente und keine visuellen Ausgabeelemente. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Gassensor 110 lediglich eine LED (nicht dargestellt) auf, die durch ein Blinken signalisiert, dass der Gassensor 110 in Betrieb ist. Der grundsätzliche Aufbau eines Gassensors ist bekannt und wird daher im Folgenden nicht im Detail erläutert.
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Das mindestens eine Digitalisierungsmodul 120 ist in einer Umgebung des mindestens einen Gassensors 110 angeordnet. Vorliegend ist das Digitalisierungsmodul 120 ein direkt an einen Gassensor angeordnetes separates Gerät, welches durch eine Leitung 122 mit dem Gassensor 110 verbunden ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind Digitalisierungsmodul und Gassensor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Das mindestens eine Digitalisierungsmodul 120 ist ausgebildet, das Rohdatensignal 112 des Gassensors 110 über die Leitung 122 zu empfangen, das Rohdatensignal 112 zu einem verarbeiteten Rohdatensignal zu verarbeiten und ein entsprechendes digitales Sensorsignal 124 über ein Funkmodul 126 an das Netzwerk 130 auszugeben. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nutzt das Funkmodul 126 den Funkstandard WLAN. In weiteren ergänzenden oder alternativen Ausführungsbeispielen verwendet das Funkmodul den Funkstandard LoRa, LTE, ZigBee, BLE und/oder Bluetooth. Das digitale Sensorsignal 124 umfasst das verarbeitete Rohdatensignal und eine Sensor-Identifikationsinformation, wobei die Sensor-Identifikationsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen verarbeitetem Rohdatensignal und entsprechendem Gassensor 110 zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Sensor-Identifikationsinformation in einem Speicher des Digitalisierungsmoduls hinterlegt. Somit kann anhand des im Netzwerk 130 hinterlegten digitalen Sensorsignals 124 auf den Gassensor 110 geschlossen werden, dessen Rohdaten in dem digitalen Sensorsignal 124 enthalten sind. Vorzugsweise ist eine Zuordnung zwischen Sensor-Identifikationsinformation und Ort des Sensors in einem Speicher des Gasmesssystems 100, beispielsweise innerhalb des Netzwerks 130, hinterlegt.
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Die mindestens eine Auswerteeinheit 140 ist ausgebildet, das digitale Sensorsignal 124 aus dem Netzwerk 130 auszulesen, basierend auf den durch das digitale Sensorsignal 124 indizierten gemessenen Rohdaten die Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases zu bestimmen und ein entsprechendes digitales Konzentrationssignal 142 an das Netzwerk 130 auszugeben. Das digitale Konzentrationssignal 142 umfasst dabei die bestimmte Gaskonzentration und eine Lokalisierungsinformation, wobei die Lokalisierungsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen bestimmter Gaskonzentration und einem Ort des entsprechenden mindestens einen Gassensors 110 zu ermöglichen. Die Bestimmung der Gaskonzentration aus den gemessenen Rohdaten erfolgt gemäß eines vorbestimmten Algorithmus, der auf der Auswerteeinheit 140 hinterlegt ist. Vorzugsweise erfolgt das Auslesen des digitalen Sensorsignals 124 und das Ausgeben des digitalen Konzentrationssignals 142 automatisiert. Erfindungsgemäß ist eine manuelle Bedienung der Auswerteeinheit 140 vorzugsweise lediglich dafür vorgesehen, dass der Algorithmus zum Auswerten der gemessenen Rohdaten verändert wird oder andere Randbedingungen, wie beispielsweise Alarmgrenzen, neu gesetzt werden. Bei der Auswerteeinheit 140 kann es sich beispielsweise um einen Computer handeln, der über eine WLAN-Verbindung auf das Netzwerk 130 zugreifen kann. In anderen Ausführungsbeispielen erfolgt die Verbindung mit dem Netzwerk 130 leitungsgebunden oder über einen Funkstandard, wobei es sich bei dem Funkstandard um LoRa, LTE, BLE, ZigBee und/oder Bluetooth handelt. Die Lokalisierungsinformation wird vorliegend besonders vorteilhaft basierend auf der Sensor-Identifikationsinformation bestimmt. Dies erfolgt über eine vorbestimmte Zuordnung von durch den Gassensor überwachten Ort zu Sensor-Identifikationsinformation. Bei der Sensor-Identifikationsinformation handelt es sich vorzugsweise um eine Zeichenfolge bestehend aus Buchstaben, Zahlen und/oder Sonderzeichen.
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Die Ausgabeeinheit 150 ist ausgebildet, das digitale Konzentrationssignal 142 aus dem Netzwerk 130 auszulesen und über ein Ausgabemodul 152 eine entsprechende für einen Nutzer der Ausgabeeinheit 150 wahrnehmbare Ausgabe 154, insbesondere eine visuelle Ausgabe 154, bereitzustellen. Die wahrnehmbare Ausgabe 154 indiziert die bestimmte Gaskonzentration und die Lokalisierungsinformation. Vorliegend umfasst das Ausgabemodul 152 ein Display über welches die visuelle Ausgabe 154 bereitgestellt wird. Die Ausgabe 154 zeigt dabei die Gaskonzentration numerisch an und zeigt über eine dem Nutzer bekannte Nummer an, an welchem Ort diese Gaskonzentration gemessen wurde. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ausgabe der Gaskonzentration über ein Farbschema, welches aufgrund der angezeigten Farbe ausgibt, ob es sich bei der aktuellen Gaskonzentration um eine kritische Gaskonzentration handelt und/oder ob eine Veränderung der Gaskonzentration innerhalb eines vorbestimmten zurückliegenden Zeitintervalls stattgefunden hat.
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Das erfindungsgemäße Gasmesssystem 100 ermöglicht eine Reparatur und/oder einen Wechsel des Gassensors 110, ohne dass die weiteren Bestandteile des Gasmesssystems 100 in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt sind. Weiterhin erlaubt die zentrale Auswertung über die Auswerteeinheit 140 eine Veränderung des zugrunde gelegten Auswertealgorithmus für die gemessenen Rohdaten, ohne dass dies einen Eingriff an dem Gassensor 110, dem Digitalisierungsmodul 120 oder der Ausgabeeinheit 150 erfordert.
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Vorteilhaft kann die Auswerteeinheit 140 durch einen Dienstleister regelmäßig aktualisiert und insbesondere an aktuelle gesetzliche Vorgaben angepasst werden, während beispielsweise der Gassensor 110 und die Ausgabeeinheit 150 keinerlei Aktualisierung oder eine im Vergleich zur Auswerteeinheit 140 sehr seltene Aktualisierung benötigen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems 200.
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Das Gasmesssystem 200 unterscheidet sich dadurch von dem in 1 dargestellten Gasmesssystem 100, dass es eine Mehrzahl von Gassensoren 110, 110', 110" mit einer entsprechend zugeordneten Mehrzahl von Digitalisierungsmodulen 120, 120', 120" aufweist.
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Die Mehrzahl von Digitalisierungsmodulen 120, 120', 120" gibt entsprechend der zugeordneten Mehrzahl von Gassensoren 110, 110', 110" eine Mehrzahl von digitalen Sensorsignalen 124, 124', 124" an das Netzwerk 130 aus. Die Mehrzahl von Gassensoren 110, 110', 110" ist zumindest teilweise in einer gleichen Umgebung angeordnet.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit 140 zusätzlich dazu ausgebildet, diejenigen bestimmten Gaskonzentrationen miteinander zu vergleichen, die denjenigen Rohdaten zugeordnet sind, die in einer gleichen Umgebung gemessen von. Dies erfolgt anhand der bestimmten Lokalisierungsinformation und/oder anhand der ausgelesenen Sensor-Identifikationsinformation. Anhand dieses Vergleichs wird ein Defekt eines Gassensors 110, 110', 110" erkannt. So wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Ausfallinformation bereitgestellt, die anzeigt, ob die digitalen Rohdaten der sich in einer gemeinsamen Umgebung befindlichen Gassensoren im Wesentlichen die gleiche Gaskonzentrationen indiziert haben. Typischerweise ist diese Ausfallinformation nur dann für einen Nutzer des Gasmesssystems bemerkbar, beispielsweise durch einen über die Ausgabeeinheit bereitgestellten Alarm, wenn sich die gemessenen Gaskonzentrationen innerhalb einer gemeinsamen Umgebung unterscheiden. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Gaskonzentrationen der in einer gleichen Umgebung gemessenen Rohdaten gemittelt, um einen durchschnittlichen Wert für die Gaskonzentration in dieser Umgebung zu erhalten.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind einem Digitalisierungsmodul mindestens zwei Gassensoren zugeordnet, so dass ein Digitalisierungsmodul mindestens zwei verschiedene digitale Sensorsignale über das Funkmodul an das Netzwerk ausgibt.
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Schließlich unterscheidet sich das Gasmesssystem 200 auch dadurch von dem Gasmesssystem 100, dass die Mehrzahl von Digitalisierungsmodulen 120, 120', 120" weiterhin ein jeweiliges Umweltdatenmodul 260, 260', 260" umfasst. Das Umweltdatenmodul 260, 260', 260" ist ausgebildet, Umweltdaten bereitzustellen. Dabei sind die Umweltdaten auf dem Umweltdatenmodul 260, 260', 260" hinterlegt, werden durch dieses empfangen und/oder werden durch dieses gemessen. Dabei kann ein jeweiliges Umweltdatenmodul 260, 260', 260" aus einer Mehrzahl von Einzelmodulen bestehen, die für das Bereitstellen konkreter Umweltdaten ausgebildet sind. Weiterhin ist jedes Digitalisierungsmodul aus der Mehrzahl von Digitalisierungsmodulen 120, 120', 120" dazu ausgebildet, die Umweltdaten von dem jeweiligen Umweltdatenmodul 260, 260', 260" zu empfangen, diese Umweltdaten dem digitalen Rohdatensignal zuzuordnen und sie über das jeweilige digitale Sensorsignal 124, 124', 124" an das Netzwerk 130 auszugeben. Dabei betreffen die Umweltdaten die jeweilige Umgebung eines Gassensors 110, 110', 110". Die Auswerteeinheit 140 ist dabei weiterhin ausgebildet, die Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases 105 basierend auf den gemessenen Rohdaten und auf den empfangen Umweltdaten zu bestimmen.
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Die Umweltdaten indizieren vorliegend eine aktuell gemessene Temperatur, einen aktuell gemessenen Umgebungsdruck, eine aktuell gemessene Luftfeuchtigkeit und/oder eine aktuelle Position der Gassensoren 110, 110', 110".
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Der konkrete Aufbau von geeigneten Messgeräten für die Realisierung eines derartigen Umweltdatenmoduls 260, 260', 260" ist grundsätzlich bekannt und wird daher nicht im Folgenden im Detail erläutert.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems 300.
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Das Gasmesssystem 300 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Gasmesssystem 100 lediglich dadurch, dass das Digitalisierungsmodul 120 mindestens ein erstes Funkmodul 370 und ein zweites Funkmodul 374 aufweist. Das digitale Sensorsignal 124 wird über das erste Funkmodul 370 entsprechend einem ersten Funkstandard an das Netzwerk 130 ausgegeben und das digitale Sensorsignal wird über das zweite Funkmodul 374 entsprechend einem zweiten Funkstandard an das Netzwerk 130 ausgegeben, wobei die beiden Funkstandards verschieden voneinander sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den beiden Funkstandards um eine WLAN-Verbindung und eine Bluetooth-Verbindung.
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Grundsätzlich ist jedoch jede Kombination von gebräuchlichen Funkstandards denkbar, wie etwa eine Kombination von mindestens zwei der Funkstandards LoRa, LTE, WLAN, ZigBee, BLE oder Bluetooth.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Digitalisierungsmodul dazu ausgebildet, über drei verschiedene Funkmodule Signale entsprechend drei verschiedener Funkstandards auszugeben.
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Die Auswerteeinheit 140 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, dasjenige digitale Sensorsignal 124 weiter zu verarbeiten, das mit der besten Qualität in dem Netzwerk 130 vorliegt, beispielsweise mit dem besten Signal-Rausch-Verhältnis oder mit dem größten Datenumfang.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems 400.
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Das Gasmesssystem 400 unterscheidet sich dadurch von dem in 2 dargestellten Gasmesssystem 200, dass genau zwei verschiedene Gassensoren 110, 110' mit entsprechend zwei zugeordneten Digitalisierungsmodulen 120, 120' vorgesehen sind, wobei ein jeweiliger Gassensor 110, 110' und ein jeweiliges Digitalisierungsmodul 120, 120' ein gemeinsames Gehäuse 480, 480' aufweisen. Hierdurch können diese beiden Bestandteile des erfindungsgemäßen Gasmesssystems 400 besonders kompakt und einfach in einem Gebiet mit einer zu überwachenden Gaskonzentration angeordnet werden.
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Weiterhin unterscheidet sich das Gasmesssystem 400 von dem Gasmesssystem 200 dadurch, dass zwei verschiedene Auswerteeinheiten 140, 140' in dem Gasmesssystem 400 vorgesehen sind. Die beiden Auswerteeinheiten 140, 140' sind jeweils ausgebildet, die beiden digitalen Sensorsignale 124, 124' aus dem Netzwerk 130 auszulesen, jeweils die Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases 105 zu bestimmen und jeweils ein entsprechendes digitales Konzentrationssignal 142, 142' an das Netzwerk 130 auszugeben. Dabei indiziert das jeweilige digitale Konzentrationssignal 142, 142' welche Auswerteeinheit 140, 140' dieses digitale Konzentrationssignal 142, 142' bereitgestellt hat. Die Auswertung der beiden digitalen Sensorsignale 124, 124' aus der gleichen Umgebung erfolgt dabei wie im Rahmen von 2 beschrieben.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann eine Fehlfunktion einer Auswerteeinheit 140, 140' frühzeitig dadurch erkannt werden, dass unterschiedliche Gaskonzentrationen bestimmt wurden. Vorzugsweise ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ausgabeeinheit 150 dazu ausgebildet, einen Unterschied zwischen den bestimmten Gaskonzentrationen für einen gemeinsamen Satz von gemessenen Rohdaten zu detektieren und ein entsprechendes Warnsignal an einen Nutzer der Ausgabeeinheit 150 und/oder an das Netzwerk 130 auszugeben. Im Falle einer Ausgabe an das Netzwerk 130 sind die beiden Auswerteeinheiten 140, 140' vorzugsweise weiterhin dazu ausgebildet, das entsprechende Warnsignal zu empfangen und an einen Betreiber der Auswerteeinheiten 140, 140' auszugeben.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gasmesssystems 500.
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Das Gasmesssystem 500 unterscheidet sich dadurch von dem in 4 dargestellten Gasmesssystem 400, dass die beiden Digitalisierungsmodule 120, 120' getrennt von den beiden Gassensoren 110, 110' über separate Gehäuse verfügen und, wie bereits im Rahmen von 3 beschrieben, jeweils ein erstes und ein zweites Funkmodul 370, 370', 374, 374' aufweisen.
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Anders als im Rahmen von 3 erläutert, sind die beiden Digitalisierungsmodule 120, 120' dazu ausgebildet, das jeweilige digitale Sensorsignal 124, 124' ausschließlich über das jeweilige erste Funkmodul 370, 370' entsprechend dem ersten Funkstandard auszugeben. Erst wenn eine Störung bei der Ausgabe des jeweiligen digitalen Sensorsignals 124, 124' detektiert wurde, beispielsweise durch die Auswerteeinheit 140, 140' detektiert wurde, wird durch das jeweilige Digitalisierungsmodul 120, 120' die Ausgabe derart umgestellt, dass das digitale Sensorsignal 124, 124' über das jeweilige zweite Funkmodul 374, 374' entsprechend dem zweiten Funkstandard an das Netzwerk 130 ausgeben wird. In einer bevorzugten Variante dieses Ausführungsbeispiels wird bei einem detektierten Problem mit einem Funkstandard jedes Digitalisierungsmodul 120, 120' auf einen anderen Funkstandard, falls ein solcher anderer Funkstandard verfügbar ist, umgestellt.
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Weiterhin unterscheidet sich das Gasmesssystem 500 von dem Gasmesssystem 400 dadurch, dass das Gasmesssystem 500 zusätzlich eine Vergleichseinheit 590 aufweist. Die Vergleichseinheit 590 ist ausgebildet, die mindestens zwei digitalen Konzentrationssignale 142, 142' aus dem Netzwerk 130 auszulesen, die jeweils bestimmten Gaskonzentrationen miteinander zu vergleichen und eine zusätzliche Auswerte-Ausfallinformation bereitzustellen. Die Auswerte-Ausfallinformation zeigt an, ob die beiden bestimmten Gaskonzentrationen für das gleiche digitale Sensorsignal 124, 124' im Wesentlichen identisch sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausgabeeinheit 150 weiterhin dazu ausgebildet, die Auswerte-Ausfallinformation auszulesen und einen Nutzer über eine Unstimmigkeit bei der Bestimmung der Gaskonzentration durch die beiden Auswerteeinheiten 140, 140' zu informieren. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Auswerteeinheiten 140, 140' dazu ausgebildet, die Auswerte-Ausfallinformation auszulesen und eine entsprechende Warnung auszugeben. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gasmesssystem mindestens drei Auswerteeinheiten, insbesondere mindestens fünf Auswerteeinheiten auf. Mehr als zwei Auswerteeinheiten vereinfachen die Bestimmung derjenigen Auswerteeinheit, die eine falsche Gaskonzentration bestimmt hat, da mehrere andere Auswerteeinheiten ein anderes Ergebnis bestimmt haben.
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Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Gasmesssystem redundant auszulegen, können offenkundig kombiniert werden. Das Vorsehen mehrerer Auswerteeinheiten, mehrerer Gassensoren, mehrerer Funkmodule mit entsprechenden Funkstandards und/oder mehrere Digitalisierungsmodul führt jeweils zu einer Erhöhung der Ausfallsicherheit und führt sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander zu einem erfindungsgemäßen Gasmesssystem.
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 600 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren 600 zum Betreiben eines Gasmesssystems weist die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte auf.
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Ein erster Schritt 610 umfasst ein Messen von Rohdaten und ein Ausgeben der gemessenen Rohdaten über ein Rohdatensignal.
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Ein darauffolgender Schritt 620 umfasst ein Empfangen des Rohdatensignals, ein Verarbeiten des Rohdatensignals in ein verarbeitetes Rohdatensignal und ein Ausgeben eines entsprechenden digitalen Sensorsignals an ein Netzwerk, wobei das digitale Sensorsignal das verarbeitete Rohdatensignal und eine Sensor-Identifikationsinformation umfasst, wobei die Sensor-Identifikationsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen verarbeitetem Rohdatensignal und entsprechendem Gassensor zu ermöglichen.
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Ein nächster Schritt 630 umfasst ein Auslesen des digitalen Sensorsignals aus dem Netzwerk, ein Bestimmen einer Gaskonzentration des zu untersuchenden Gases basierend auf den durch das digitale Sensorsignal indizierten gemessenen Rohdaten und ein Ausgeben eines entsprechenden digitalen Konzentrationssignals an das Netzwerk, wobei das digitale Konzentrationssignal die bestimmte Gaskonzentration und eine Lokalisierungsinformation umfasst, und wobei die Lokalisierungsinformation ausgebildet ist, eine Zuordnung zwischen bestimmter Gaskonzentration und einem Ort des entsprechenden mindestens einen Gassensors zu ermöglichen.
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Ein abschließender Schritt 640 umfasst ein Auslesen des digitalen Konzentrationssignals aus dem Netzwerk und ein Bereitstellen einer entsprechenden wahrnehmbaren Ausgabe, wobei die wahrnehmbare Ausgabe die bestimmte Gaskonzentration und die Lokalisierungsinformation indiziert.
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Die Schritte 610 und 620 werden vorzugsweise unmittelbar aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge ausgeführt. Der Schritt 610 wird vorzugsweise in regelmäßigen Abständen automatisch ausgeführt. Für die Messung von Gasen in einer möglicherweise mit gasexponierten Umgebung sind Zeitintervalle von mindestens 2 Sekunden, vorzugsweise von mindestens 10 Sekunden, besonders bevorzugt von mindestens 1 Minute vorgesehen.
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Die Schritte 620, 630 und 640 werden erfindungsgemäß in dieser Reihenfolge ausgeführt, wobei zwischen diesen Schritten große Zeitabstände liegen können. So kann eine Ausgabe der bestimmten Gaskonzentrationen gemäß Schritt 640 auch mehrere Tage lang nicht erfolgen, so dass erst nach einiger Zeit durch einen Nutzer der Ausgabeeinheit eine Kontrolle der Gaskonzentrationen für die zurückliegenden Zeitpunkt erfolgt. Insbesondere ist die Messung und Ausgabe der Rohdaten gemäß Schritt 610 und Schritt 620 unabhängig von der Ausgabe der bestimmten Gaskonzentrationen nach Schritt 640. Die einzige Voraussetzung für die Ausgabe nach Schritt 640 ist, dass eine Auswertung der gemessenen Rohdaten nach Schritt 630 in der Zwischenzeit stattgefunden hat. Einer dieser Verfahrensschritte kann auch dadurch verzögert werden, dass das entsprechende Gerät ausgetauscht, repariert oder auf eine andere Weise gewartet wird.
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Vorzugsweise ist die Messung und Ausgabe der Rohdaten gemäß Schritt 610 und Schritt 620 redundant ausgelegt, so dass eine fehlerhafte Messung und auch eine fehlerhafte Ausgabe schnell erkannt werden kann. Weiterhin ist die Auswertung der gemessenen Rohdaten gemäß Schritte 630 vorzugsweise redundant ausgelegt, so dass eine fehlerhafte Auswertung der gemessenen Rohdaten schnell erkannt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 100, 200, 300, 400, 500
- Gasmesssystem
- 105
- Gas
- 110, 110', 110''
- Gassensor
- 112
- Rohdatensignal
- 120, 120', 120''
- Digitalisierungsmodul
- 122
- Leitung
- 124, 124', 124''
- digitales Sensorsignal
- 126
- Funkmodul
- 130
- Netzwerk
- 140, 140'
- Auswerteeinheit
- 142, 142'
- digitales Konzentrationssignal
- 150
- Ausgabeeinheit
- 152
- Ausgabemodul
- 154
- Ausgabe
- 260, 260', 260''
- Umweltdatenmodul
- 370
- erstes Funkmodul
- 374
- zweites Funkmodul
- 480
- Gehäuse
- 590
- Vergleichseinheit
- 600
- Verfahren
- 610, 620, 630, 640
- Verfahrensschritte
