DE102020112450A1 - Monitoring module for mouth-nose protection and mouth-nose protection device - Google Patents
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Abstract
Das Überwachungsmodul (6) ist eingerichtet zur Anordnung an einen Mund-Nasen-Schutz, wobei der Mund-Nasen-Schutz als Gesichtshalbmaske ausgebildet ist und eine oder mehrere Papierschichten und/oder eine oder mehrere Stoffschichten zur Bedeckung eines Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers aufweist. Das Überwachungsmodul (6) weist eine elektronische Schaltung (61) zur Überwachung eines Gebrauchs des Mund-Nasen-Schutzes auf. Ferner umfasst das Überwachungsmodul (6) eine Spannungsversorgungseinheit (64) für zumindest die elektronische Schaltung (61), wobei die Spannungsversorgungseinheit (64) einen Festkörper-Akkumulator ohne Elektrolyte aufweist. Das Überwachungsmodul (6) ist an den Mund-Nasen-Schutz mechanisch koppelbar, insbesondere lösbar mechanisch koppelbar.The monitoring module (6) is set up to be arranged on a mouth-nose protector, the mouth-nose protector being designed as a half face mask and one or more layers of paper and / or one or more layers of fabric to cover a mouth-nose area of a user having. The monitoring module (6) has an electronic circuit (61) for monitoring the use of the mouth and nose protection. The monitoring module (6) further comprises a voltage supply unit (64) for at least the electronic circuit (61), the voltage supply unit (64) having a solid-state accumulator without electrolytes. The monitoring module (6) can be mechanically coupled to the mouth and nose protection, in particular can be mechanically coupled in a detachable manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Überwachungsmodul für einen Mund-Nasen-Schutz und eine Mund-Nasen-Schutz-Vorrichtung, die einen Mund-Nasen-Schutz und das Überwachungsmodul umfasst.The invention relates to a monitoring module for mouth and nose protection and an mouth and nose protection device which comprises mouth and nose protection and the monitoring module.
Medizinische Gesichts-Halbmasken und Behelfs-Mund-Nasen-Masken sind ein Hilfsmittel, um eine Übertragung von Krankheitserregern durch Sekrettröpfchen auf andere zu reduzieren. Sie dienen dem Fremdschutz. Partikelfiltrierende Halbmasken schützen je nach Ausführung auch vor dem Einatmen von Partikeln und wässrigen oder öligen Aerosolen.Medical half face masks and makeshift mouth and nose masks are a means of reducing the transmission of pathogens to others through secretion droplets. They serve for external protection. Particle-filtering half masks also protect against inhalation of particles and aqueous or oily aerosols, depending on the version.
Solche Masken verlieren ihre Wirkung mit einer Durchfeuchtung der Maske. Für medizinische Masken gibt es daher zum Beispiel die Empfehlung, dass sie möglichst nach jedem Gebrauch, aber im Bedarfsfall bei Mehrfachverwendung nach maximal acht Stunden beziehungsweise sobald sie feucht geworden sind, entsorgt und ersetzt werden sollen. Die partikelfiltrierenden Halbmasken sind je nach Klassifizierung für eine Arbeitsschicht von acht Stunden oder zur Wiederverwendung vorgesehen.Such masks lose their effectiveness when the mask is moistened. For medical masks, for example, there is a recommendation that they should be disposed of and replaced if possible after each use, but if necessary after a maximum of eight hours or as soon as they have become damp. The particle-filtering half masks are intended for a work shift of eight hours or for reuse, depending on the classification.
Für Behelfs-Mund-Nasen-Masken gibt es die Empfehlung, dass sie abgesetzt und ersetzt werden sollen, sobald sie feucht geworden sind und nach maximal einem Tag ausgetauscht werden sollen. Da es für einen Nutzer oder eine Nutzerin solcher Halbmasken schwierig ist, die Feuchtigkeit der Maske zu bewerten, steht dem Nutzer beziehungsweise der Nutzerin nur eine konkrete Empfehlung, die Maske nach einer bestimmten Zeit zu wechseln, zur Verfügung. Zu häufig gewechselte Masken stellen jedoch einen Kostenfaktor dar und belasten die Umwelt. Zu selten gewechselte Masken stellen dagegen ein Gesundheitsrisiko dar.For makeshift mouth and nose masks, there is a recommendation that they should be removed and replaced as soon as they become damp and should be replaced after a maximum of one day. Since it is difficult for a user of such half masks to evaluate the moisture content of the mask, the user only has a specific recommendation to change the mask after a certain time. However, masks that are changed too often represent a cost factor and pollute the environment. On the other hand, masks that are changed too seldom pose a health risk.
Die Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ist es, ein kostengünstiges und einfach wiederverwendbares Überwachungsmodul für einen Mund-Nasen-Schutz und eine Mund-Nasen-Schutzvorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, dass ein Benutzer des Mund-Nasen-Schutzes eine bedarfsangepasste Indikation zum Austausch des Mund-Nasen-Schutzes erhält.The object on which the invention is based is to provide an inexpensive and easily reusable monitoring module for an mouth and nose protection device and an mouth and nose protection device that enable a user of the mouth and nose protection device to have a needs-adapted Indication to replace the mouth and nose protection is given.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch ein Überwachungsmodul zur Anordnung an einen Mund-Nasen-Schutz, wobei der Mund-Nasen-Schutz als Gesichtshalbmaske ausgebildet ist und eine oder mehrere Papierschichten und/oder eine oder mehrere Stoffschichten zur Bedeckung eines Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers aufweist. Das Überwachungsmodul weist eine elektronische Schaltung zur Überwachung eines Gebrauchs des Mund-Nasen-Schutzes auf. Ferner umfasst das Überwachungsmodul eine Spannungsversorgungseinheit für zumindest die elektronische Schaltung, wobei die Spannungsversorgungseinheit einen Festkörper-Akkumulator ohne Elektrolyte aufweist. Das Überwachungsmodul ist an den Mund-Nasen-Schutz mechanisch koppelbar, insbesondere lösbar mechanisch koppelbar.According to a first aspect, the invention is characterized by a monitoring module for arrangement on a mouth and nose protector, the mouth and nose protector being designed as a half face mask and one or more layers of paper and / or one or more layers of fabric for covering a mouth. Has nasal area of a user. The monitoring module has an electronic circuit for monitoring the use of the mouth and nose protection. Furthermore, the monitoring module comprises a voltage supply unit for at least the electronic circuit, the voltage supply unit having a solid-state accumulator without electrolytes. The monitoring module can be mechanically coupled to the mouth and nose protection, in particular can be mechanically coupled in a detachable manner.
Unter Mund-Nasen-Schutz im Sinne der Erfindung sind Gesichtshalbmasken zu verstehen, die eine oder mehrere Papierschichten und/oder eine oder mehrere Vliesschichten und/oder eine oder mehrere Stoffschichten zur Bedeckung eines Mund-Nasen-Bereichs aufweisen, die mit Binde- oder Gummibändern am Hinterkopf oder hinter den Ohren des Benutzers fixiert werden.Mouth and nose protection in the context of the invention are half face masks that have one or more layers of paper and / or one or more layers of fleece and / or one or more layers of fabric to cover a mouth and nose area, which are provided with binding or rubber bands be fixed at the back of the head or behind the ears of the user.
Hierzu zählen insbesondere medizinische Gesichts-Halbmasken, Behelfs-Mund-Nasen-Masken und partikelfiltrierende Halbmasken (englisch Filtering Face Piece).These include in particular medical half face masks, makeshift mouth and nose masks and particle filtering half masks (English filtering face piece).
Medizinische Gesichts-Halbmasken werden auch als Chirurgische Maske, Medizinische Gesichtsmaske, Klinikmaske, OP-Gesichtsmaske oder Hygienemaske bezeichnet. Die Behelfs-Mund-Nasen-Masken werden auch als Community-Maske, Mund-Nasen-Bedeckung, Alltagsmaske oder Behelfsmaske bezeichnet. Die partikelfiltrierenden Halbmasken werden auch Feinstaubmaske, Staubmaske, Atemschutzmaske oder FFP-Maske genannt.Medical half face masks are also known as surgical masks, medical face masks, clinic masks, surgical face masks or hygiene masks. The makeshift face-to-face masks are also known as community masks, face-to-face masks, everyday masks or makeshift masks. The particle-filtering half masks are also called fine dust masks, dust masks, respirators or FFP masks.
Vorteilhafterweise kann durch das oben beschriebene Überwachungsmodul ein Mund-Nasen-Schutz mit einer oder mehreren bedarfsorientierten Überwachungsfunktionen zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann unnötiger Müll und bei hohem Bedarf nach derartigen Gesichtsmasken eine Ressourcen-Knappheit vermindert oder verhindert werden. Insbesondere kann ein Gesundheitsrisiko aufgrund von einer Nutzung von nicht mehr funktionsfähiger Masken reduziert werden.Advantageously, the above-described monitoring module can provide mouth and nose protection with one or more demand-oriented monitoring functions. As a result, unnecessary waste and, if there is a great need for such face masks, a scarcity of resources can be reduced or prevented. In particular, a health risk due to the use of masks that are no longer functional can be reduced.
Der Festkörper-Akkumulator ermöglicht eine sehr sichere Anwendung, da ein Explosionsrisiko, eine Entflammbarkeit und eine Leckage von Elektrolyten ausgeschlossen werden kann. Durch die Wiederaufladbarkeit des Festkörperakkumulators kann die elektronische Schaltung zusammen mit dem Akkumulator, die als Modul verbaut sein können, wiederverwendet werden, was eine erheblichen Beitrag zu einer Kostenreduktion ermöglicht. Insbesondere ermöglicht dies, dass solche Module wiederverwendet werden können für eine Vielzahl von Masken, die jeweils nach ihrem Gebrauch weggeworfen werden.The solid-state accumulator enables a very safe application, since the risk of explosion, flammability and leakage of electrolytes can be excluded. Because the solid-state accumulator can be recharged, the electronic circuit can be reused together with the accumulator, which can be installed as a module, which makes a considerable contribution to reducing costs. In particular, this enables such modules to be re-used for a large number of masks, each of which is thrown away after its use.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist der Festkörper-Akkumulator als ein oberflächenmontiertes Bauelement, im Englischen Surface-Mounted-Device, ausgeführt. Insbesondere kann das Gehäuse des Fest-Körper-Akkumulators einer bestimmten Norm entsprechen. Dies ermöglicht, dass sämtliche Komponenten, nicht nur die der elektronischen Schaltung, sondern auch die Spannungsversorgung, in einem Oberflächenmontageprozess montiert werden können. Insbesondere kann auch der Festkörper-Akkumulator mittels Wiederaufschmelzlöten zusammen mit Bauelementen der elektronischen Schaltung gelötet werden. Ferner kann dadurch eine sehr kompakte Bauweise realisiert werden und damit ein Tragekomfort der Mund-Nasen-Schutzvorrichtung nicht beeinflusst werden.In an advantageous embodiment according to the first aspect, the solid-state accumulator is designed as a surface-mounted component, in English surface-mounted device. In particular, the housing of the solid-state accumulator can correspond to a specific standard. This enables all of the components, not just those of the electronic circuit, but also the power supply, to be assembled in a surface mount process. In particular, the solid-state accumulator can also be soldered together with components of the electronic circuit by means of reflow soldering. Furthermore, a very compact design can be realized as a result, and the wearing comfort of the mouth and nose protection device cannot be influenced.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt sind sämtliche elektronischen und elektrischen Komponenten des Überwachungsmoduls auf einer einzelnen Leiterplatte angeordnet und/oder gemeinsam mit einer fluiddichten Vergussmasse überzogen. Durch das Vergießen der Komponenten sind diese besonders gut vor Beschädigungen und Verschmutzung geschützt und für den Benutzer ist die Handhabung, zum Beispiel das Anordnen an den Mund-Nasen-Schutz, ein Reinigen und/oder Desinfizieren wesentlich einfacher.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, all of the electronic and electrical components of the monitoring module are arranged on a single printed circuit board and / or are jointly coated with a fluid-tight potting compound. By potting the components, they are particularly well protected from damage and soiling and handling, for example placing them on the mouth and nose protection, cleaning and / or disinfecting, is much easier for the user.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Überwachungsmodul ein Verbindungselement auf, das eine lösbare mechanische Kopplung des Überwachungsmoduls mit dem Mund-Nasen-Schutz ermöglicht.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the monitoring module has a connecting element which enables a releasable mechanical coupling of the monitoring module to the mouth and nose protection.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die elektronische Schaltung eine Recheneinheit auf, die einen Zeitgeber und/oder einen Zähler umfasst.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the electronic circuit has a computing unit which includes a timer and / or a counter.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die Recheneinheit ausgebildet, abhängig von einem bereitgestellten Aktivierungssignal den Zeitgeber zu aktivieren und wenn der Zeitgeber eine vorgegebene Zeitgrenze überschreitet, ein erstes Erinnerungssignal zu erzeugen und bereitzustellen. Dadurch ist es einfach möglich, für einen Benutzer, zum Beispiel nach Ablauf einer empfohlenen oder vorgeschriebenen maximalen Nutzungsdauer des Mund-Nasen-Schutzes, automatisch eine Erinnerung und/oder Aufforderung, den Mund-Nasen-Schutz zu wechseln, bereitzustellen.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the computing unit is designed to activate the timer as a function of an activation signal provided and to generate and provide a first reminder signal when the timer exceeds a predetermined time limit. As a result, it is easily possible to automatically provide a reminder and / or request to change the mouth and nose protection for a user, for example after a recommended or prescribed maximum period of use of the mouth and nose protector.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die Recheneinheit ausgebildet, abhängig von einem bereitgestellten Zählsignal den Zähler zu inkrementieren und wenn der Zähler eine vorgegebene Zahl überschreitet, ein zweites Erinnerungssignal zu erzeugen und bereitzustellen. Dadurch ist es einfach möglich, für einen Benutzer, zum Beispiel nach einer bestimmen Anzahl von Aus- und Anziehvorgängen des Mund-Nasen-Schutzes, automatisch eine Erinnerung und/oder Aufforderung, den Mund-Nasen-Schutz zu wechseln, bereitzustellen.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the computing unit is designed to increment the counter as a function of a provided counting signal and, if the counter exceeds a predetermined number, to generate and provide a second reminder signal. As a result, it is easily possible to automatically provide a reminder and / or request to change the mouth and nose protection for a user, for example after a certain number of times the mouth and nose protection has been removed and put on.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Überwachungsmodul eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle auf, die ausgebildet ist, das von der Recheneinheit bereitgestellte erste und/oder zweite Erinnerungssignal an ein vorgegebenes Endgerät zu übertragen. Dies ermöglicht eine komfortable Erinnerung des Benutzers. Eine komplexe Auswertung des Erinnerungssignals für eine nutzerfreundliche optische und/oder akustische und/oder haptische Signalisierung der Erinnerung kann in das Endgerät verlagert werden.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the monitoring module has a wireless communication interface which is designed to transmit the first and / or second reminder signal provided by the computing unit to a specified terminal. This enables a convenient reminder for the user. A complex evaluation of the reminder signal for user-friendly visual and / or acoustic and / or haptic signaling of the reminder can be relocated to the terminal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Überwachungsmodul eine Ladeeinheit zum Laden des Festkörperakkumulators auf. Dies ermöglicht, dass der Festkörper-Akkumulator eine kleinere Energiespeicherkapazität aufweisen kann und somit wesentlich kleiner ausgebildet sein kann.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the monitoring module has a charging unit for charging the solid-state accumulator. This enables the solid-state accumulator to have a smaller energy storage capacity and can thus be made much smaller.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Ladeeinheit einen passiven Ladeanschluss auf.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the charging unit has a passive charging connection.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Ladeeinheit eine Energieernteeinheit (im Englischen energy harvester) auf. Eine Energieernteeinheit im Sinne der Erfindung ist ausgebildet zur Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus einer Quelle wie zum Beispiel Umgebungstemperatur, Vibrationen, Luftströmungen oder Strahlungsenergie.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the charging unit has an energy harvesting unit. An energy harvesting unit within the meaning of the invention is designed to obtain small amounts of electrical energy from a source such as, for example, ambient temperature, vibrations, air currents or radiant energy.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Überwachungseinheit zumindest ein erstes Sensorelement auf oder ist dem Überwachungsmodul das zumindest eine Sensorelement zugeordnet, wobei das zumindest eine erste Sensorelement eingerichtet ist, ein Sensorsignal bereitzustellen, das für eine Detektion von Atemvorgängen eines Benutzers geeignet ist. Dies ermöglicht zum einen zu erkennen, ob der Mund-Nasen-Schutz getragen wird und/oder die Atemvorgänge zu zählen, um eine Tragedauer zu ermitteln. Ferner ermöglicht es, eine Feuchtedurchdringung des Mund-Nasen-Schutzes abzuschätzen.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the monitoring unit has at least one first sensor element or the at least one sensor element is assigned to the monitoring module, the at least one first sensor element being set up to provide a sensor signal that is suitable for detecting breathing processes of a user . This makes it possible, on the one hand, to recognize whether the mouth-nose protection is being worn and / or to count the breathing processes in order to determine how long it has been worn. It also makes it possible to estimate the moisture penetration of the mouth and nose protection.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist das zumindest eine erste Sensorelement
- - als ein Temperatursensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für eine Temperatur einer Luft, die sich zwischen einer Gesichtsoberfläche im Mund-Nasen-Bereich des Benutzers und dem Mund-Nasen-Schutzes befindet, oder
- - als ein Feuchtigkeitssensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für eine Luftfeuchtigkeit der Luft, die sich zwischen einer Gesichtsoberfläche im Mund-Nasen-Bereich des Benutzers und des Mund-Nasen-Schutzes befindet, oder
- - als ein Drucksensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für einen Luftdruck der Luft, die sich zwischen einer Gesichtsoberfläche im Mund-Nasen-Bereich des Benutzers und dem Mund-Nasen-Schutz befindet, oder
- - als ein Kohlendioxid-Gas-Sensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für eine Kohlendioxid-Konzentration der Luft, die sich zwischen einer Gesichtsoberfläche im Mund-Nasen-Bereich des Benutzers und dem Schutzelement des Mund-Nasen-Schutzes befindet, oder
- - als ein Schallwandler-Sensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für ein Atemzugsgeräusch und/oder Atemausstoßungsgeräusch des Benutzers der Mund-Nasen-Schutzvorrichtung oder
- - als ein Wärmeleitfähigkeits-Sensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für eine Wärmeleitfähigkeit der Luft, die sich zwischen einer Gesichtsoberfläche im Mund-Nasen-Bereich des Benutzers und dem Schutzelement des Mund-Nasen-Schutzes befindet.
- - designed as a temperature sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of a temperature of an air that is located between a face surface in the mouth and nose area of the user and the mouth and nose protection, or
- - Designed as a moisture sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of a humidity of the air that is located between a face surface in the mouth and nose area of the user and the mouth and nose protection, or
- - Designed as a pressure sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of an air pressure of the air that is located between a face surface in the mouth and nose area of the user and the mouth and nose protection, or
- - Designed as a carbon dioxide gas sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of a carbon dioxide concentration of the air that is located between a face surface in the mouth and nose area of the user and the protective element of the mouth and nose protection , or
- - Designed as a sound transducer sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of a breath noise and / or breath expulsion noise of the user of the mouth and nose protection device or
- - Designed as a thermal conductivity sensor element and set up to provide a sensor signal which is representative of a thermal conductivity of the air that is located between a face surface in the mouth and nose area of the user and the protective element of the mouth and nose protection.
Das Temperatursensorelement ermöglicht, Temperaturunterschiede einer Einatemluft und Ausatemluft zu erfassen. Das Feuchtigkeitssensorelement ermöglicht, Feuchtigkeitsunterschiede in der Ein- und Ausatemluft zu erfassen. Das Drucksensorelement ermöglicht, Druckunterschiede der Luft bei der Ein- und Ausatemluft zu erfassen. Das Kohlendioxid-Gas-Sensorelement ermöglicht, Kohlendioxid-Konzentrationsunterschiede in der Ein- und Ausatemluft zu erfassen. Das Wärmeleitfähigkeits-Sensorelement ermöglicht, Wärmleitfähigkeitsunterschiede in der Ein- und Ausatemluft zu erfassen.The temperature sensor element enables temperature differences between inhaled air and exhaled air to be detected. The moisture sensor element enables moisture differences in the inhaled and exhaled air to be detected. The pressure sensor element makes it possible to detect pressure differences in the air in the inhaled and exhaled air. The carbon dioxide gas sensor element makes it possible to detect differences in carbon dioxide concentration in the inhaled and exhaled air. The thermal conductivity sensor element makes it possible to detect differences in thermal conductivity in the inhaled and exhaled air.
Das Überwachungsmodul kann ein oder mehrere, insbesondere mehrere verschiedene, Sensorelemente nutzen, die entsprechende Sensorsignale zur Verfügung stellen. Das Auswerten mehrerer Sensorsignale ermöglicht, ein korreliertes Auftreten der entsprechenden Sensorsignale zu nutzen, um die Zählung der Atemvorgänge robuster gegenüber Umgebungseinflüssen zu machen.The monitoring module can use one or more, in particular several different, sensor elements that provide corresponding sensor signals. The evaluation of several sensor signals makes it possible to use a correlated occurrence of the corresponding sensor signals in order to make the counting of the respiratory processes more robust against environmental influences.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Überwachungsmodul zumindest ein zweites Sensorelement auf oder ist dem Überwachungsmodul das zumindest eine zweite Sensorelement zugeordnet, wobei das zumindest eine zweite Sensorelement eingerichtet ist, ein Sensorsignal bereitzustellen, das für eine Detektion, ob der Mund-Nasen-Schutz im Mund-Nasenbereich des Benutzers angeordnet ist oder nicht, geeignet ist. Dies ermöglicht zum einen, zu erkennen, ob der Mund-Nasen-Schutz getragen wird und/oder eine Tragedauer zu ermitteln.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the monitoring module has at least one second sensor element or the at least one second sensor element is assigned to the monitoring module, the at least one second sensor element being set up to provide a sensor signal that is used to detect whether the oral cavity Nose protection placed in the mouth and nose area of the user or not is suitable. On the one hand, this makes it possible to recognize whether the mouth-nose protection is being worn and / or to determine how long it has been worn.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist das zumindest eine zweite Sensorelement
- - als ein Drucksensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für einen Anpressdruck des Mund-Nasen-Schutzes an ein Gesicht des Benutzers oder
- - als ein Kraftsensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für eine Anpresskraft des Mund-Nasen-Schutzes an ein Gesicht des Benutzers oder
- - als ein Dehnungssensorelement ausgebildet und eingerichtet, ein Sensorsignal bereitzustellen, das repräsentativ ist für eine Dehnung eines Bandes, das an dem Mund-Nasen-Schutz angeordnet ist und zur Fixierung des Mund-Nasen-Schutzes an einem Kopf des Benutzers dient.
- - Designed as a pressure sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of a contact pressure of the mouth and nose protection against a face of the user or
- - Designed as a force sensor element and set up to provide a sensor signal that is representative of a contact pressure of the mouth and nose protection against a face of the user or
- - Designed as a strain sensor element and set up to provide a sensor signal which is representative of a strain of a strap which is arranged on the mouth and nose protector and is used to fix the mouth and nose protector on a head of the user.
Das Drucksensorelement ermöglicht, beispielsweise bei einer Anordnung im Bereich des Nasenbeins, einen Anpressdruck zu erfassen.The pressure sensor element makes it possible, for example in the case of an arrangement in the area of the nasal bone, to detect a contact pressure.
Das Kraftsensorelement ermöglicht, beispielsweise bei einer Anordnung im Bereich des Nasenbeins, eine Anpresskraft zu erfassen. Das Dehnungssensorelement ermöglicht, eine Dehnung von Fixierbändern zu erfassen.The force sensor element enables a contact force to be detected, for example in the case of an arrangement in the region of the nasal bone. The expansion sensor element enables the expansion of fixing straps to be detected.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist das Überwachungsmodul eine Detektionseinheit auf, die ausgebildet ist,
- - abhängig von dem Sensorsignal, das von dem ersten Sensorelement bereitgestellt wird, einen Atemvorgang des Benutzers zu detektieren, und/oder
- - abhängig von dem Sensorsignal, das von dem zweiten Sensorelement bereitgestellt wird, zu detektieren, ob der Mund-Nasen-Schutz fixiert getragen wird. Hierbei wird davon ausgegangen, dass, wenn der Mund-Nasen-Schutz nicht getragen wird, kein Druck oder keine Kraft oder Zugspannung auf den Mund-Nasen-Schutz ausgeübt wird.
- - to detect a breathing process of the user depending on the sensor signal which is provided by the first sensor element, and / or
- to detect whether the mouth and nose protection is being worn in a fixed manner, depending on the sensor signal that is provided by the second sensor element. It is assumed that that when the mouth and nose mask is not worn, no pressure, force or tension is exerted on the mouth and nose mask.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die Detektionseinheit ausgebildet, ein Detektionssignal, das detektierte Atemvorgänge und/oder detektierte Aufsetzvorgänge und/oder detektierte Absetzvorgänge und/oder detektierte Tragevorgänge des Mund-Nasen-Schutzes repräsentiert, bereitzustellen. Die Recheneinheit ist ausgebildet, das Detektionssignal zu empfangen und abhängig von dem Detektionssignal das Aktivierungssignal und/oder das Zählsignal zu ermitteln.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the detection unit is designed to provide a detection signal that represents detected breathing processes and / or detected putting on processes and / or detected taking off processes and / or detected wearing processes of the mouth and nose mask. The computing unit is designed to receive the detection signal and to determine the activation signal and / or the counting signal as a function of the detection signal.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Mund-Nasen-Schutzvorrichtung, die einen Mund-Nasen-Schutz, der als Gesichtshalbmaske ausgebildet ist und eine oder mehrere Papierschichten und/oder eine oder mehrere Stoffschichten zur Bedeckung eines Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers aufweist, und ein Überwachungsmodul gemäß dem ersten Aspekt umfasst, wobei das Überwachungsmodul an dem Mund-Nasen-Schutz angeordnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts gelten hierbei auch für den zweiten Aspekt.According to a second aspect, the invention is characterized by a mouth and nose protection device, which has an mouth and nose protection that is designed as a half face mask and one or more layers of paper and / or one or more layers of fabric to cover an mouth and nose area of a user, and comprises a monitoring module according to the first aspect, wherein the monitoring module is arranged on the mouth and nose protection. Here, advantageous configurations of the first aspect also apply to the second aspect.
Die Mund-Nasen-Schutzvorrichtung ermöglicht somit, ein Beginn und/oder ein Ende des Tragens des Mund-Nasen-Schutzes zu erkennen und nach einer vorgegebenen Zeit eine Notwendigkeit eines Maskenwechsels anzuzeigen.The mouth and nose protection device thus makes it possible to recognize the beginning and / or an end of wearing the mouth and nose protection and to indicate the need to change the mask after a predetermined time.
Die Mund-Nasen-Schutzvorrichtung ermöglicht somit alternativ oder zusätzlich, die Atemvorgänge des Benutzers in den Mund-Nasen-Schutz beziehungsweise die Auf- und/oder Absetzvorgänge des Mund-Nasen-Schutzes zu zählen und nach einer bestimmten Anzahl von Atemvorgängen eine Notwendigkeit eines Maskenwechsels anzuzeigen.As an alternative or in addition, the mouth and nose protection device thus enables the user's breathing in the mouth and nose protection or the putting on and / or removal of the mouth and nose protection to be counted and, after a certain number of breathing procedures, a need to change the mask to display.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings.
Es zeigen:
-
1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Mund-Nasen-Schutzvorrichtung und -
2 ein schematisches Blockschaltbild eines Überwachungsmoduls für die Mund-Nasen-Schutzvorrichtung.
-
1 an exemplary embodiment of a mouth and nose protection device and -
2 a schematic block diagram of a monitoring module for the mouth and nose protection device.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols in all the figures.
Der Mund-Nasen-Schutz ist beispielsweise eine medizinische Gesichtshalbmaske. Alternativ ist der Mund-Nasen-Schutz eine Behelfs-Mund-Nasen-Maske oder eine partikelfilternde Gesichtshalbmaske. Eine Behelfs-Mund-Nasen-Maske ist ein geschneidertes Stück Stoff, das über Kinn, Mund und Nase getragen wird. Sie besteht meistens aus Baumwollstoff, der in Falten gelegt vernäht oder an die Gesichtsform angepasst geschneidert ist.The mouth and nose protection is, for example, a medical half face mask. Alternatively, the mouth and nose protection is a makeshift mouth and nose mask or a particle-filtering half face mask. A makeshift full face mask is a tailored piece of cloth that is worn over the chin, mouth and nose. It usually consists of cotton fabric that is sewn in folds or tailored to the shape of the face.
Der Mund-Nasen-Schutz in
Vorzugsweise ist das Schutzelement
Das Überwachungsmodul
Das Überwachungsmodul
Die Recheneinheit weist beispielsweise einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller auf. Insbesondere weist die Recheneinheit einen Zeitgeber und/oder einen Zähler auf. Die Recheneinheit ist zum Beispiel ausgebildet, abhängig von einem bereitgestellten Aktivierungssignal, den Zeitgeber zu aktivieren und, wenn der Zeitgeber eine vorgegebene Zeitgrenze überschreitet, ein erstes Erinnerungssignal zu erzeugen und bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich ist die Recheneinheit beispielsweise ausgebildet, abhängig von einem bereitgestellten Zählsignal den Zähler zu inkrementieren und, wenn der Zähler eine vorgegebene Zahl überschreitet, ein zweites Erinnerungssignal zu erzeugen.The computing unit has, for example, a microprocessor or a microcontroller. In particular, the computing unit has a timer and / or a counter. The computing unit is designed, for example, to activate the timer as a function of an activation signal provided and, if the timer exceeds a predetermined time limit, to generate and provide a first reminder signal. As an alternative or in addition, the computing unit is designed, for example, to increment the counter as a function of a provided counting signal and, if the counter exceeds a predetermined number, to generate a second reminder signal.
Die drahtlose Kommunikationsschnittstelle
Der in
Die Ladeeinheit dient zum Laden des Akkumulators. Die Ladeeinheit umfasst beispielsweise einen passiven Ladenanschluss. Der passive Ladeanschluss kann beispielsweise für einen Anschluss eines Universal-Serial-Bus-Kabels eingerichtet sein oder eine drahtlose Ladefolie und/oder einen Stromrichter umfassen. Alternativ oder zusätzlich weist die Ladeeinheit beispielsweise eine Energieernteeinheit auf.The charging unit is used to charge the accumulator. The charging unit includes, for example, a passive shop connector. The passive charging connection can be set up, for example, to connect a universal serial bus cable or comprise a wireless charging film and / or a power converter. Alternatively or additionally, the charging unit has, for example, an energy harvesting unit.
Der Akkumulator ist vorzugsweise als oberflächenmontiertes Bauelement ausgeführt.The accumulator is preferably designed as a surface-mounted component.
Das Überwachungsmodul
Das Überwachungsmodul
In einer optionalen Ausgestaltung umfasst das Überwachungsmodul
Das erste Sensorelement umfasst beispielsweise ein Temperatursensorelement und/oder ein Feuchtigkeitssensorelement und ein Drucksensorelement und/oder ein Kohlendioxid-Gas-Sensorelement und/oder ein Schallwandler-Sensorelement beziehungsweise ein Mikrofon und/oder ein Wärmeleitfähigkeits-Sensorelement.The first sensor element comprises, for example, a temperature sensor element and / or a humidity sensor element and a pressure sensor element and / or a carbon dioxide gas sensor element and / or a sound transducer sensor element or a microphone and / or a thermal conductivity sensor element.
In einer weiteren optionalen Ausgestaltung umfasst das Überwachungsmodul
Das zweite Sensorelement umfasst beispielsweise ein Drucksensorelement und/oder ein Kraftsensorelement und/oder ein Dehnungssensorelement.The second sensor element comprises, for example, a pressure sensor element and / or a force sensor element and / or a strain sensor element.
Die Sensorelemente können sowohl für die Überwachung der Nutzung des Mund-Nasen-Schutzes genutzt werden. Alternativ können die Sensorelemente für weitere Analysen und Überwachungsfunktionen genutzt werden.The sensor elements can be used both for monitoring the use of the mouth and nose protection. Alternatively, the sensor elements can be used for further analyzes and monitoring functions.
Vorteilhafterweise kann mittels des Überwachungsmoduls
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The description on the basis of the exemplary embodiments is not restricted to the invention. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Mund-Nasen-SchutzvorrichtungMouth and nose protection device
- 22
- SchutzelementProtective element
- 44th
- GummibandElastic band
- 66th
- ÜberwachungsmodulMonitoring module
- 88th
- QR-CodeQR code
- 6161
- elektronische Schaltungelectronic switch
- 6262
- Drahtlose KommunikationsschnittstelleWireless communication interface
- 6464
- SpannungsversorgungseinheitPower supply unit
- 6666
- LadeeinheitLoading unit
- 6868
- SensoreinheitSensor unit
- 681681
- erstes Sensorelementfirst sensor element
- 682682
- zweites Sensorelementsecond sensor element
Claims (15)
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CN202180031851.0A CN115485034A (en) | 2020-05-07 | 2021-05-06 | Sensor device for an oronasal protector and oronasal protection device |
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-
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CN 106 723 513 B (Google Patents) |
CN 107 308 563 A (Google Patents) |
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