DE19732546C1 - Gasdetektionssystem mit austauschbaren Gassensoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasdetektionssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 38 19 128 C2 ist ein Gasdetektionssystem bekannt, welches aus einer Zentrale und mehreren Meßköpfen vor Ort, die mit der Zentrale verbunden sind, besteht. In die Meßköpfe können Gassensoren unterschiedlicher Art austauschbar eingesetzt werden, wobei die Gassensoren im Sockelbereich mit einem Identifikationssystem in Form von Lötkontaktbrücken versehen sind, damit der Meßkopf erkennt, welcher Gassensor eingesetzt wurde. Das bekannte Identifikationssystem erfordert einen Stecker im Verbindungsbereich zwischen dem Meßkopf und dem Gassensor mit einer Vielzahl von Steckkontakten, um die Sensorinformationen in binärcodierter Form an den Meßkopf übertragen zu können. Derartige Mehrkontaktstecker sind einerseits teuer, andererseits steigt mit der Anzahl der Steckkontakte die Störanfälligkeit. Außerdem können bestehende Meßköpfe nur begrenzt für neue Sensoranwendungen umgerüstet werden, da man aus Kompatibilitätsgründen auf die ursprünglich konzipierte Steckercodierung festgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein codierbares Gasdetektionssystem mit Gassensoren zu schaffen, welches über standardisierte Steckverbindungen zwischen Gassensoren und dem Meßkopf arbeitet, gleichwohl aber verhindern kann, daß die Meßwerte von nicht akzeptierten Gassensoren verarbeitet werden. Diese Forderung ist sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus Gründen der Produkthaftung begründet.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 für ein Gasdetektionssystem der im Oberbegriff genannten Art. Die abhängigen Vorrichtungsansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes nach Anspruch 1, der letzte Anspruch betrifft ein Arbeitsverfahren für ein Gasdetektionssystem nach den vorhergehenden Ansprüchen.

Der Vorteil der Erfindung besteht vorrangig darin, daß die in einem Datenspeicher des Gassensors gespeicherten gassensorspezifischen Daten bei Nichtakzeptanz nach Auswertung im Meßkopf entweder zu einer Sperrung der eigentlichen Messung führen, vorzugsweise kombiniert mit einer Alarmauslösung durch eine Alarmeinrichtung mit optischer und/oder akustischer Anzeige, oder bei Akzeptanz eine normale Messung ermöglichen. Somit wird eine wirkungsvolle Möglichkeit offenbart, den Einsatz von vom Hersteller oder Betreiber des Meßkopfes nicht autorisierten Gassensoren zu verhindern.

Nur in dem Falle, daß die aus dem Datenspeicher des Gassensors ausgelesenen, für den jeweiligen Gassensor spezifischen, vorzugsweise codierten Daten mit den entsprechenden Daten im Datenspeicher des Meßkopfs übereinstimmen und somit akzeptiert werden, findet eine normale Messung mit entsprechender Auswertung im Meßkopf statt, andernfalls wird oder bleibt die Meßdatenleitung gesperrt und zusätzlich kann ein Alarm ausgelöst werden. Der Einfachheit wegen werden in dieser Anmeldung die für die Gasmessung bekannteren Begriffe "Meßkopf' und "Gassensor" verwendet, statt dessen könnte in einem allgemeineren Sinne auch der Begriff "Meßgerät" statt "Meßkopf' verwendet werden sowie statt "Gassensor" der allgemeinere Begriff "Sensor".

Erfindungsgegenstand sind im allgemeineren Sinne elektronische Baugruppen, die über elektronische Verbindungen untereinander verbunden werden und zusammen eine Funktion erfüllen. Beispielsweise erfüllt ein Sensor, der über eine Steckverbindung an ein Meßgerät angeschlossen wird, zusammen mit dem Meßgerät eine Meßfunktion.

Zur Standardisierung der Steckverbindungen für gleichartige Meßgeräte wird bevorzugt der gleiche Typ von Steckverbindungen verwendet. Dies hat jedoch den Nachteil, daß auch andere Sensoren von anderen Herstellern oder Anbietern in die Buchse des Meßgerätes passen und unter Umständen falsche Meßwerte erzeugen können oder auch Beschädigungen von Sensoren oder Meßgerät hervorrufen können, wenn sie elektrisch nicht kompatibel sind.

Die in der Vergangenheit vorgeschlagenen Lösungen, mechanische Codierungen an den Steckverbindungen vorzusehen, haben sich als unpraktisch, teuer und häufig wenig stabil erwiesen.

Ein zusätzlicher Nachteil besteht darin, daß man auf eine relativ geringe Anzahl von möglichen Codierungen festgelegt ist, so daß letztlich wieder gleiche Stecker bei verschiedenen Sensoren eingesetzt werden müssen.

Mittels der einzigen Figur werden anhand eines Ausführungsbeispiels aus dem Bereich der Gasmessung Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung erläutert.

Das Gasdetektionssystem gemäß Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Meßkopf 1 und mindestens einem Gassensor 2. Der Gassensor 2 ist über lösbare Steckverbindungen 5, 6 mit dem Meßkopf 1 elektrisch verbunden. Der Gassensor 2 enthält einen Datenspeicher 3 mit sensorspezifischen Daten, der über die Steckverbindung 6 mit einer zugehörigen Leitung mit dem Meßkopf 1 verbunden ist, sowie das eigentliche Meßelement, also das Sensorelement 4. Im Falle eines elektrochemischen Gassensors wäre dies eine elektrochemische Meßzelle. Das Sensorelement 4 ist über eine zweite Steckverbindung 5 und eine zur ersten elektrisch parallelen Leitung mit dem Meßkopf 1 verbunden. Der Meßkopf 1 enthält eine erste Rechen- und Auswerteinheit 7 mit einem nachgeschalteten Datenspeicher 8. Rechen- und Auswerteinheit 7 und Datenspeicher 8 können auch in einem einzigen (mikro)elektronischen Bauelement ausgeführt sein. Die Rechen- und Auswerteinheit 7 steht andererseits in Verbindung mit einer Durchschalteinheit 9 sowie vorzugsweise mit einer Alarmeinrichtung 10 mit akustischen und/oder optischen Anzeigen bzw. Signalgebern. An die Durchschalteinheit 9 schließt sich direkt eine zweite Rechen- und Auswerteinheit 11 an, die für die eigentliche Meßwertverarbeitung der aus dem Gassensor 2 kommenden Meßwerte dient.

Die Wirkungsweise des dargestellten Gasdetektionssystems ist wie folgt: Nach Einstecken des Gassensors 2 in die Buchse des Meßkopfes 1 mit den Steckverbindungen 5, 6 wird von der ersten Rechen- und Auswerteinheit 7 zunächst der Datenspeicher 3 des Gassensors 2 ausgelesen. Der Datensatz enthält gassensorspezifische Daten, vorzugsweise in codierter Form. Durch Vergleich dieser Sensordaten mit den im Datenspeicher 8 des Meßkopfes 1 enthaltenen Daten stellt die Rechen- und Auswerteinheit 7 fest, ob der eingesteckte Gassensor 2 zulässig, also für die eigentliche Messung autorisiert ist. Sollte dies der Fall sein, wird die bis dahin gesperrte Durchschalteinheit 9 freigegeben bzw. durchgeschaltet, so daß damit die eigentlichen Meßsignale aus dem Sensorelement 4 im Gassensor 2 über die Leitung mit der Steckverbindung 5 in den Meßkopf 1 bzw. in die zweite Rechen- und Auswerteinheit 11 gelangen können.

Ist der Gassensor 2 unzulässig, wird von der Rechen- und Auswerteinheit 7 ein Aktivierungssignal an die Alarmeinrichtung 10 gesendet und die Durchschalteinheit 9 wird oder bleibt solange gesperrt, bis ein zulässiger Gassensor 2 identifiziert wird.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung im Bereich der stationären Gasmeßtechnik einsetzen, wo moderne Meßköpfe für Gasmeßanlagen im Falle der Installation einen charakteristischen, zur Sensorkennung erforderlichen Datensatz vom zuerst aufgesteckten Sensor übernehmen und danach nur mit denselben charakteristischen Daten versehene Sensoren akzeptieren.

Ein weiteres Beispiel für einen bevorzugten Einsatz der Erfindung stellt eine Kontroll- bzw. Blockiervorrichtung für ein Kraftfahrzeug dar, das auf der Atemalkoholmessung des Fahrers beruht. Der zugehörige, austauschbare Ethanolsensor enthält ebenfalls einen codierten, sensorspezifischen Datensatz, so daß die zugehörige Meß- und Schalteinheit feststellen kann, ob der Sensor zur Messung autorisiert ist. Dementsprechend werden im positiven Fall die entsprechenden elektrischen Signale und die gewünschten Freigabefunktionen zur Atemalkoholmessung und zur gegebenenfalls nachfolgenden Zündung des Motors des Fahrzeuges weitergeleitet. Im negativen Falle, d. h. im Falle der Verwendung eines nicht autorisierten Sensors, werden die nachfolgenden Funktionen gesperrt und eine Zündung des Motors ist nicht mehr möglich, jedenfalls nicht in Verbindung mit einer vorhergehenden autorisierten Ethanolmessung.

Claims (6)

1. Gasdetektionssystem mit einem Meßkopf, welcher eine Aufnahme für zumindest einen austauschbaren Gassensor aufweist, mit einem im Meßkopf befindlichen Datenspeicher, welcher gassensorspezifische Daten enthält, und mit einer Rechen- und Auswerteinheit, dadurch gekennzeichnet, daß auch jeder Gassensor (2) einen Datenspeicher (3) mit gassensorspezifischen Daten enthält, welcher über eine erste Steckverbindung (6) mit dem Meßkopf (1) und über eine im Meßkopf (1) enthaltene erste Rechen- und Auswerteinheit (7) mit einem nachgeschalteten Datenspeicher (8) verbunden ist und welcher über eine zweite Steckverbindung (5) mit einer Durchschalteinheit (9) im Meßkopf (1) verbunden ist, wobei die Durchschalteinheit (9) einerseits mit der ersten Rechen- und Auswerteinheit (7) und andererseits mit einer nachgeschalteten zweiten Rechen- und Auswerteinheit (11) für die Meßwertverarbeitung verbunden ist, wobei die Durchschalteinheit (9) von der ersten Rechen- und Auswerteinheit (7) gesperrt wird, wenn letztere einen aufgenommenen Gassensor (2) aufgrund des Vergleichs der aus dem Datenspeicher (3) dieses Gassensors (2) ausgelesenen und mit den im Datenspeicher (8) des Meßkopfes (1) enthaltenen gassensorspezifischen Daten nicht akzeptiert.

2. Gasdetektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenspeicher (3, 8) Digitalspeicher sind und daß die erste Rechen- und Auswerteinheit (7) digitale Daten verarbeitet.

3. Gasdetektionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindungen (5, 6) zwischen jedem Gassensor (2) und dem aufnehmenden Meßkopf (1) körperlich in einer Verbindungseinheit angeordnet sind.

4. Gasdetektionssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (8) des Meßkopfes (1) die gassensorspezifischen Daten jedes erstmalig neu aufgenommenen Gassensors (2) aus dessen Datenspeicher (3) übernimmt und speichert.

5. Gasdetektionssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Gassensor (2) ein Ethanolsensor ist und die zweite Rechen- und Auswerteinheit (11) ein Freigabesignal zum Anlassen eines Kraftfahrzeugmotors nur in dem Fall abgibt, daß der Gassensor (2) aufgrund des Vergleichs der aus dem Datenspeicher (3) des Gassensors (2) ausgelesenen und mit den im Datenspeicher (8) des Meßkopfs (1) enthaltenen gassensorspezifischen Daten von der ersten Rechen- und Auswerteinheit (7) akzeptiert wird.

6. Arbeitsverfahren für ein Gasdetektionssystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ entweder

• a) die Durchschalteinheit (9) durchgeschaltet wird, wenn durch Datenvergleich festgestellt wird, daß die im Datenspeicher (3) jedes Gassensors (2) enthaltenen gassensorspezifischen Daten mit den entsprechenden Daten im Datenspeicher (8) des Meßkopfes (1) übereinstimmen, oder
• b) die Durchschalteinheit (9) gesperrt wird, wenn durch Datenvergleich festgestellt wird, daß die im Datenspeicher (3) jedes Gassensors (2) enthaltenen gassensorspezifischen Daten nicht mit den entsprechenden Daten im Datenspeicher (8) des Meßkopfes (1) übereinstimmen.