DE19936893A1 - Warngerät für einen Pressluftatmer - Google Patents
Warngerät für einen PressluftatmerInfo
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Abstract
Ein Warngerät für einen Preßluftatmer umfaßt ein mechanisches Manometer (3) und einen in dessen Druckluftleitung eingebundenen Drucksensor (4), der über ein Signalverarbeitungsteil (5) an einen Mikroprozessor (6) angeschlossen ist. Der Mikroprozessor ist an einen Bewegungsmelder (9), einen Temperatursensor (8) und eine Echtzeituhr (10) geschaltet und steht andererseits mit einem Schallgeber (12) und einem Display (7) in Verbindung. Der Drucksensor dient dazu, das elektronische System des Gerätes unabhängig vom Benutzer in Betrieb zu setzen und beim Erreichen bestimmter Minimaldrücke einen Alarm auszulösen bzw. in Verbindung mit der Echtzeituhr und dem Mikroprozessor aus dem aktuellen Druck im Atemluftbehälter und dem aktuellen Druckabfall pro Zeiteinheit - unabhängig von der jeweiligen Behältergröße - die verbleibende Einsatzzeit zu berechnen und anzuzeigen. Der Mikroprozessor ist an eine Infrarot-Schnittstelle (14) angeschlossen, über die Daten zur Einstellung bzw. Änderung von Warnschwellen eingegeben und Daten des Gerätes gleichermaßen ausgelesen werden können (Fig.).
Description
Die Erfindung betrifft ein Warngerät für einen Preßluft
atmer, das einen Bewegungssensor und einen über einen Mi
kroprozessor bei Bewegungslosigkeit des Benutzers ausge
lösten Schallgeber umfaßt, wobei an einen unter Druck
stehenden Atemluftbehälter des Preßluftatmers über eine
Druckleitung ein Manometer anschließbar ist.
Derartige Warngeräte werden durch den Geräteträger vor
dem Einsatz üblicherweise von Hand eingeschaltet. Sofern
der Bewegungsmelder eine Bewegungslosigkeit des Gerä
teträgers registriert, wird zunächst ein Voralarm für den
Benutzer selbst und zeitversetzt ein Hauptalarm zum Her
beirufen von Hilfe durch Dritte ausgelöst. Bequemlich
keit, Vergeßlichkeit oder manchmal auch die störenden Ge
räusche bei häufig auftretendem Voralarm bewirken, daß
das Warngerät bisweilen nicht eingeschaltet ist und somit
die Sicherheit, aber auch die Einsatzfähigkeit der be
treffenden Person nicht gewährleistet ist. Zur Lösung
dieses Problems werden die Warngeräte bekanntermaßen mit
einem über einen Schlüssel schaltbaren Hall-Effekt-
Schalter ausgebildet. Der abgezogene und zentral verwal
tete Schlüssel soll Dritten die Kontrolle über das Ein
schalten des Warngerätes erleichtern. Dieses System ist
aufwendig, und eine völlige Sicherheit in bezug auf das
tatsächliche Einschalten des Warngerätes ist nicht gege
ben.
Bei den bekannten Warngeräten für Preßluftatmer erfolgt
zudem die Berechnung und Angabe der Resteinsatzzeit des
Preßluftatmers bzw. des Geräteträgers auf der Basis des
Volumens des Atemluftbehälters, so daß für Preßluftatmer
mit unterschiedlichem Fassungsvermögen auch unterschied
liche oder unterschiedlich programmierte Warngeräte ein
gesetzt werden müssen. Die bekannten Warngeräte sind au
ßerdem für spezielle, den bestehenden Anforderungen zum
Teil nicht genügende Warnschwellen ausgelegt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Warn
gerät der eingangs erwähnten Art anzugeben, dessen Daten
für die Alarmgebung entsprechend den jeweiligen Erforder
nissen veränderbar sind und das im Betriebszustand des
Preßluftatmers mit Sicherheit eingeschaltet ist und in
bezug auf die Feststellung der Resteinsatzzeit unabhängig
vom Volumen des jeweiligen Atemluftbehälters variabel und
beliebig nachrüstbar eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Warngerät
für einen Preßluftatmer gelöst.
Ein wesentliches Erfindungsmerkmal besteht zunächst dar
in, daß - ausgehend von den üblicherweise verwendeten
mechanischen Manometern und den mit einem Schallgeber
ausgerüsteten elektronischen Warneinheiten zur Signali
sierung einer Bewegungslosigkeit des Benutzers - das Mo
nometer und das elektronische System in einer Einheit zu
sammengefaßt sind, und zwar über einen in die Druckluft
zufuhr im Manometer eingebundenen Drucksensor, dessen in
einem Signalverarbeitungsteil aufbereitete elektrische
Signale einem Mikroprozessor zugeführt werden, um das
elektronische System und insbesondere den Bewegungssensor
und den entsprechenden Schallgeber zu aktivieren. Das
Warngerät ist dadurch unabhängig vom Benutzer in Betrieb,
sobald der Preßluftatmer benutzt wird. Eine versehentli
che oder bewußte Nichtinbetriebnahme des Warngerätes ist
daher mit Sicherheit ausgeschlossen.
Darüber hinaus wirkt der Drucksensor auch als zweite, von
dem Manometer unabhängige Druckmeßeinrichtung. Der je
weils herrschende Druck wird digital auf einem Display
angezeigt.
Der Drucksensor dient außerdem in Verbindung mit dem Mi
kroprozessor und den in diesen eingegebenen Daten zur Ak
tivierung des Schallgebers beim Unterschreiten bestimmter
- abgestufter - Druckwerte in dem Atemluftbehälter. Durch
Auslösen der akustischen Signale - beispielsweise beim
Erreichen von 150 bar, 100 bar und 60 bar - wird der Be
nutzer rechtzeitig und mehrfach vorgewarnt.
Eine weitere Funktion des Drucksensors in Verbindung mit
dem Mikroprozessor und einer in das Gerät integrierten
Uhr besteht schließlich darin, ausgehend von dem jeweils
herrschenden Druck im Atemluftbehälter und der wiederhol
ten Messung des Druckabfalls pro Zeiteinheit, das heißt
dem aktuellen Luftverbrauch durch den Benutzer, die maxi
mal verbleibende Einsatzzeit des Geräteträgers zu berech
nen und auf dem Display in kurzen Zeitabständen darzu
stellen. Diese Art der Resteinsatzzeitberechnung auf der
Grundlage der vom Drucksensor übermittelten Werte ermög
licht den Einsatz des erfindungsgemäßen Warngerätes für
alle bei Preßluftatmern üblichen Behältergrößen.
Ein wichtiges Erfindungsmerkmal des elektronischen Teils
des Warngerätes besteht weiterhin in der Einbindung einer
mit dem Mikroprozessor verbundenen Infrarot-Schnittstelle
zur Dateneingabe in den Mikroprozessor, um auf diese Wei
se die erforderlichen Alarmschwellen für Druck und Tempe
ratur oder auch das Zuschalten eines Hall-Effekt-
Schalters zur wahlweisen Aktivierung des elektronischen
Systems über einen Schlüssel festzulegen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die als
IR-Transceiver ausgeführte Infrarot-Schnittstelle an eine
Telemetrie gekoppelt, so daß die Dateneingabe auch von
einer zentralen Einsatzstelle erfolgen kann bzw. die ge
speicherten Daten von dort ausgelesen werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird somit ein in seinen
Warnschwellen variables Warngerät zur Verfügung gestellt,
das in bezug auf die Sicherheit des Benutzers höchsten
Anforderungen gerecht wird und für alle Größen von Preß
luftatmern einsetzbar und auch ohne weiteres nachrüstbar
ist, da das herkömmliche Manometer lediglich gegen das
erfindungsgemäße Warngerät ausgetauscht wird.
Aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschrei
bung einer beispielhaft wiedergegebenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ergeben sich weitere Merkmale
und vorteilhafte Ausgestaltungen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Zeichnung, in dessen einziger Figur ein Blockschaubild
eines an einen Preßluftatmer anschließbaren Warngerätes
dargestellt ist, näher erläutert.
Das Warngerät besteht aus einem robusten, Funktionstasten
1 aufweisenden Gehäuse 2, in das ein mechanisches Rohr
feder-Manometer 3 zur analogen Druckanzeige sowie eine
elektronische Meß- und Warneinheit integriert sind. Die
elektronische Einheit umfaßt einen beispielsweise aus ei
ner mit Dehnungsmeßstreifen versehenen Membran gebildeten
Drucksensor 4, der, wie das Manometer 3, unmittelbar von
der Druckluft in einem Atemluftbehälter (nicht darge
stellt) beaufschlagt ist. Der Druckluftsensor 4 ist über
ein Signalverarbeitungsteil 5 an einen Mikroprozessor 6
und ein Display 7 angeschlossen. Auf diese Weise wird der
im Atemluftbehälter vorhandene Druck sowohl mechanisch
als auch elektronisch gemessen und einerseits analog und
andererseits digital angezeigt. Selbst bei Ausfall einer
Meßeinheit steht immer noch der Meßwert der anderen Ein
heit als Warnsignal zur Verfügung.
In dem Gehäuse 2 sind weiterhin ein Temperatursensor 8,
ein Bewegungssensor 9 und eine Echtzeituhr 10 unterge
bracht, die mit dem Mikroprozessor 6 verbunden sind. Dar
über hinaus sind an den Mikroprozessor 6 eine LED-
Statusanzeige 11 und ein Schallgeber 12 angeschlossen.
Sämtliche Stromverbraucher des elektronischen Systems
werden von einer Batterie 13 mit der notwendigen Energie
versorgt. Die Echtzeituhr 10 verfügt zudem über eine
Hilfsbatterie 10a, um die Funktion der Uhr bei einer Un
terbrechung der Energieversorgung, beipielsweise bei ei
nem Batteriewechsel, nicht zu beeinträchtigen.
Sobald der Preßluftatmer bei geöffnetem Ventil des Atem
luftbehälters (nicht dargestellt) in Betrieb ist, liegt
an dem Drucksensor 4 ein Druck an, und über die dadurch
und in Verbindung mit dem Signalverarbeitungsteil erzeug
ten und dem Mikroprozessor 6 zugeführten elektrischen Si
gnale wird die elektronische Einheit des Warngerätes au
tomatisch, das heißt ohne jegliches Zutun durch den Gerä
teträger, aktiviert, um beim Unterschreiten eines be
stimmten, auf dem Display 7 angezeigten Druckes im Atem
luftbehälter, beim Überschreiten einer bestimmten, vom
Temperatursensor erfaßten Temperatur oder beim Ansprechen
des Bewegungssensors 9 über den Mikroprozessor einen
Alarm am Schallgeber 12 auszulösen.
Die Druckanzeige auf dem Display 7 erfolgt zu Beginn der
Inbetriebnahme des Preßluftatmers bzw. des Warngerätes.
In der Folgezeit wird auf dem Display 7 auch die jeweili
ge maximale Resteinsatzzeit angezeigt. Diese dem Benutzer
bis zum völligen Aufbrauchen der im Atemluftbehälter vor
handenen Luft verbleibende Zeit wird auf der Grundlage
des jeweiligen - tatsächlichen - Druckes in dem Atemluft
behälter und der vom Benutzer in einer bestimmten
Zeiteinheit, die mit der Echtzeituhr gemessen wird,
veratmeten Luft berechnet. Der aktuelle Luftverbrauch pro
Zeiteinheit (aktuelle Veratmung) wird alle 30 Sekunden
erneut gemessen, um in diesem Zeitabstand die dem Gerä
teträger jeweils verbleibende Einsatzzeit anzuzeigen.
Diese Art der Resteinsatzzeitberechnung auf der Grundlage
des Druckes und des Druckabfalls pro Zeiteinheit ermög
licht die Verwendung des Warngerätes unabhängig von der
Größe des jeweiligen Atemluftbehälters, so daß beliebige
Preßluftatmer mit dem Warngerät nachgerüstet werden kön
nen.
Der mit dem Bewegungssensor 9 und der Echtzeituhr 10 ver
bundene Mikroprozessor 6 ist so programmiert, daß bei Be
wegungslosigkeit des Geräteträgers, das heißt beim An
sprechen des Bewegungssensors, zunächst ein Voralarm und
in bestimmtem Zeitabstand ein Hauptalarm am Schallgeber
12 ausgelöst wird. Der Mikroprozessor 6 kann zudem über
den Schallgeber 12 die Ausgabe eines akustischen Alarms
bei einem bestimmten Druck von beispielsweise 60 bar oder
auch bei mehreren unterschiedlichen Drücken, zum Beispiel
bei 60 bar, 100 bar und 150 bar, bewirken. Darüber hinaus
kann über den Mikroprozessor der Temperaturwert für die
Auslösung des Temperaturalarms eingestellt oder der
Voralarm beim Ansprechen des Bewegungssensors 9 gelöscht
werden.
Zum Einlesen bestimmter Daten von Druck- und Temperatur
werten sowie der Zeitabstände oder der Zeitpunkte für die
Einstellung der Alarmauslösung über einen PC 17 mit in
diesem gespeicherten Daten ist in das Warngerät ein IR-
Transceiver 14 (Infrarot-Schnittstelle) integriert, über
den die jeweils gewünschten Daten in den Mikroprozessor 6
eingelesen werde können. Gleichermaßen können über den
IR-Transceiver 14 die vorhandenen aktuellen Daten des
Warngerätes ausgelesen werden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, verfügt das Warn
gerät zusätzlich über einen Hall-Effekt-Schalter 15 mit
einem Schlüssel, durch dessen Entnahme das Warngerät über
den Mikroprozessor 6 ebenfalls in Betrieb gesetzt werden
kann. Die Aktivierung des Hall-Effekt-Schalters 15 er
folgt über den IR-Transceiver 14, wobei in diesem Fall
die Funktion des Drucksensors 4 zur Inbetriebsetzung des
Warngerätes 5 nicht mehr besteht, der Druckmesser aber
seine Funktion zur Druckbestimmung und zur Bestimmung des
Druckabfalls pro Zeiteinheit in Verbindung mit der Zeit
messung zur Auslösung bestimmter Druckalarme oder zur Be
rechnung der Resteinsatzzeit weiterhin beibehält.
In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 16 weiterhin
eine an die Infrarot-Schnittstelle angeschlossene Teleme
trie angedeutet, über die die Daten des Warngerätes von
einer externen Einsatzleitstelle per Funk erfaßt werden
können bzw. auf diesem Weg auch bestimmte Daten in das
Gerät eingelesen werden können. Über die Schnittstelle in
dem Warngerät ist es somit möglich, den Einsatz der Gerä
teträger zu steuern und notwendige Maßnahmen einzuleiten,
zum Beispiel den Hauptalarm als Aufforderung zum Verlas
sen des Einsatzbereiches auszulösen.
Das vorstehend beschriebene Warngerät stellt lediglich
eine beispielhaft wiedergegebene, den Anmeldungsgegen
stand nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung
dar. Im Rahmen des in der erfindungsgemäßen Kombination
eines Manometers mit einem Drucksensor und dessen einem
Mikroprozessor zugeführten elektrischen Signalen zur In
betriebsetzung des Warngerätes, zur Berechnung der Re
steinsatzzeit und zur Auslösung eines Alarms in Abhängig
keit von bestimmten, über einen IR-Transceiver einlesba
ren Druck- und Temperaturvorgaben und Zeitvorgaben als
Warnschwellen bestehenden Grundgedankens der Erfindung
sind zahlreiche Modifikationen in bezug auf die spezielle
Ausbildung des Warngerätes und seiner einzelnen Bauteile
möglich.
1
Funktionstasten
2
Gehäuse
3
Rohrfeder-Manometer
4
Drucksensor
5
Signalaufbereitungsteil
6
Mikroprozessor
7
Display
8
Temperatursensor
9
Bewegungssensor
10
Echtzeituhr
10
a Hilfsbatterie
11
LED-Statusanzeige
12
Schallgeber
13
Batterie
14
IR-Transceiver (Infrarot-Schnittstelle)
15
Hall-Effekt-Schalter
16
Telemetrie
17
PC
Claims (7)
1. Warngerät für einen Preßluftatmer, das einen Bewe
gungssensor und einen über einen Mikroprozessor bei
Bewegungslosigkeit des Benutzers ausgelösten Schall
geber umfaßt, wobei an einem unter Druck stehenden
Atemluftbehälter des Preßluftatmers über eine Druck
leitung ein Manometer anschließbar ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß an den Drucklufteingang im Manome
ter (3) ein in Abhängigkeit vom jeweiligen Druck
elektrische Signale erzeugender Drucksensor (4) ange
schlossen und über ein Signalverarbeitungsteil (5)
mit dem Mikroprozessor (6), an den eine Echtzeituhr
(10) geschaltet ist, verbunden ist, um das Warngerät
aufgrund der elektrischen Drucksignale in Betrieb zu
setzen und in Abhängigkeit von in den Mikroprozessor
(6) über eine in das Warngerät integrierte Infrarot-
Schnittstelle (14) eingelesenen Daten einen Alarm des
Schallgebers (12) aufgrund über- oder unterschritte
ner Grenzwerte des Druckes und der mit einem Tempera
tursensor (8) erfaßten Temperatur oder einen Vor- und
Hauptalarm oder nur einen Hauptalarm infolge einer
mit dem Bewegungssensor (9) festgestellten Bewegungs
losigkeit des Benutzers auszulösen sowie in Verbin
dung mit der Echtzeituhr (10) in bestimmten Zeitin
tervallen den aktuellen Druck im Atemluftbehälter und
den Druckabfall pro Zeiteinheit zu messen und daraus
die Resteinsatzzeit des Benutzers/Preßluftatmers zu
berechnen.
2. Warngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit dem Mikroprozessor (6) verbundener, über
die Infrarot-Schnittstelle (14) aktivierbarer Hall-
Effekt-Schalter (15) mit Schlüssel vorgesehen ist, um
über diesen unter Eliminierung der Einschaltfunktion
des Drucksensors (4) die Inbetriebnahme des Gerätes
zu veranlassen.
3. Warngerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß es ein mit dem Mikroprozessor (6) verbunde
nes Display (7) zur Anzeige der aktuellen Druckwerte
im Atemluftbehälter, der auf der Grundlage der aktu
ellen Veratmung berechneten Resteinsatzzeit sowie der
Temperatur umfaßt.
4. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn
zeichnet durch eine in dieses integrierte LED-
Statusanzeige (11).
5. Warngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Echtzeituhr (10) eine Hilfsbatterie (10a) zur
Aufrechterhaltung des ununterbrochenen Betriebs der
Uhr auch bei einer Unterbrechung der mit einer Batte
rie (13) vorgenommenen Stromversorgung des Gerätes
zugeordnet ist.
6. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Infrarot-Schnittstelle durch
einen IR-Transceiver (14) gebildet ist und zum Ein-
und Auslesen von Daten an die Schnittstelle eines PC
(17) anschließbar ist, um gespeicherte Daten zu lesen
und gegebenenfalls graphisch auf zubereiten oder
Alarmschwellen für Druck und Temperatur in der Höhe
und zeitlich zu verändern oder abzuschalten oder den
Hall-Effekt-Schalter (15) zu aktivieren.
7. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn
zeichnet durch eine über die Infrarot-Schnittstelle
(14) mit dem Gerät verbundene Telemetrie (16) zur
Fernübertragung von Daten von und zum Mikroprozessor
(6).
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