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Die
Erfindung betrifft ein Anzeigegerät nach Art einer Verkehrsampel
mit wenigstens zwei unterschiedlich farbigen Anzeigeleuchten, wobei
ein Schallpegelsensor zur Steuerung der Anzeigeleuchten vorgesehen
ist und wobei die Anzeigeleuchten unterschiedlichen Schallpegelbereichen
zugeordnet sind.
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Als
Verkehrsampel bezeichnete Anzeigegeräte sind im Straßenverkehr
weit verbreitet, wobei durch Ein- und Ausschalten der farbigen Anzeigeleuchten
der Verkehr geregelt wird. Jede Anzeigeleuchte einer bestimmten
Farbe besitzt dabei eine bestimmt Steuerfunktion für den Verkehr.
Beim Aufleuchten der roten Anzeigeleuchte ist die Durchfahrt gesperrt,
bei der grünen
Anzeigenleuchte freigegeben, und die gelbe Anzeigeleuchte erfüllt eine
Zwischenfunktion.
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Weiterhin
sind Schallpegelsensoren zur Messung des Schallpegels bekannt, wobei
Anzeigeinstrumente zur Wiedergabe des gemessenen Schallpegels eingesetzt
werden.
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Insbesondere
in Räumen,
in denen eine Vielzahl von Kindern versammelt sind, beispielsweise Kindergärten, erreicht
der Schallpegel häufig
so hohe Werte, dass eine Verständigung
kaum mehr möglich ist.
Die Erzieherinnen haben viel Mühe,
den Schallpegel wieder auf ein normales Maß herunterzubringen.
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Um
diesem Problem abzuhelfen ist aus der DE 20 2004 003 083 ein Anzeigegerät der eingangs erwähnten Art
bekannt, bei dem je nach Schallpegel eine unterschiedlich farbige
Anzeigeleuchte nach Art einer Verkehrsampel aufleuchtet, insbesondere
eine grüne
Anzeigeleuchte für
relativ geringen Lärm,
eine gelbe Anzeigeleuchte für
mittleren und eine rote Anzeigeleuchte für starken Lärm.
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Ein
weiteres Problem, das insbesondere in geschlossenen Räumen auftritt,
ist die stark schwankende Luftqualität. Bei "schlechter" Luft, insbesondere Sauerstoffmangel
im Raum beeinträchtigt
dies die Konzentration. Insbesondere Kinder neigen dazu erhöhten Lärm zu verursachen,
wenn sie abgelenkt sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Anzeigegerät der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, das neben der Möglichkeit
den Schallpegel zu detektieren auch die Möglichkeit bietet, die aktuelle
Luftqualität festzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Anzeigegerät
mit den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Das
erfindungsgemäße Anzeigegerät zeichnet
sich dadurch aus, dass ein Luftgütesensor
zur Bestimmung der Luftgüte
anhand des Ist-Anteils wenigstens einer ausgewählten Komponente außer Sauerstoff
oder des Ist-Sauerstoffanteils in der Luft vorgesehen ist, wobei
der Luftgütesensor
eine Signalabgabeeinrichtung steuert, die bei Überschreitung eines vorgebbaren
Maximal-Anteils der Komponente oder bei Unterschreitung eines vorgebbaren
Mindest-Sauerstoffanteils wenigstens ein Warnsignal abgibt.
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Es
ist also möglich,
in Kombination mit der Bestimmung des Lärmpegels auch eine Bestimmung der
Luftqualität
durchzuführen.
Ist die Luftqualität schlecht,
so wird ein Warnsignal abgegeben, das leicht und gut erfassbar ist,
so dass Maßnahmen
ergriffen werden können,
um die Luftqualität
zu verbessern, beispielsweise kann in geschlossenen Räumen gelüftet werden.
Die Luftgüte
kann dadurch bestimmt werden, dass der Luftgütesensor den Ist-Anteil einer ausgewählten Komponente
außer
Sauerstoff in der Luft, also eines Luftschadstoffes, misst und eine
Signalabgabeeinrichtung ansteuert, die bei Überschreitung eines vorgebbaren
Maximal-Anteils dieser Komponente ein Warnsignal abgibt. Alternativ
ist es möglich,
als Luftgütesensor
einen Sauerstoffsensor einzusetzen, der den Ist-Sauerstoffanteil
in der Luft misst und dann den die Signalabgabeeinrichtung derart
ansteuert, dass bei Unterschreitung eines Mindest-Sauerstoffanteils
in der Luft ein Warnsignal abgegeben wird.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei der Komponente
außer
Sauerstoff um eine gasförmige
Komponente. Als gasförmige
Komponente ist vorzugsweise Kohlendioxid vorgesehen. In besonders
bevorzugter Weise wird die Luftgüte also
anhand des Kohlendioxid-Anteils in der Luft bestimmt. Zweckmäßigerweise
erfolgt dies anhand einer Konzentrationsbestimmung, so dass also
die Kohlendioxidkonzentration gemessen werden kann. Es ist jedoch
auch möglich,
andere gasförmige
Komponenten, beispielsweise Kohlenmonoxid, Stickoxide oder Schwefeloxide
zu detektieren, wobei dies sicherlich eher im Freien relevant ist.
Alternativ oder zusätzlich
wäre es
auch möglich,
flüssige
Komponenten, also sogenannte Aerosole oder feste Komponenten, beispielsweise
Staub oder Rußpartikel
zu detektieren. Ein Anzeigegerät,
das mit einem derartigen Sensor ausgestattet ist könnte beispielsweise
in Industriebetrieben und dort in Produktionshallen eingesetzt werden.
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In
vorteilhafter Weise ist eine die Signalabgabeeinrichtung oberhalb
des Maximal-Anteils der Komponente bzw. unterhalb des Mindest-Sauerstoffanteils
einschaltbare Steuereinrichtung vorgesehen.
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Die
Signalabgabeeinrichtung kann wenigstens eine Warnleuchte zur Abgabe
wenigstens eines optischen Signals aufweisen. In bevorzugter Weise wird
eine einzige Warnleuchte eingesetzt, die insbesondere seitlich neben
den Anzeigeleuchten zur Lärmbestimmung
plaziert ist. Die Warnleuchte kann zur Abgabe eines Dauerleuchtsignals
oder eines Blinksignals ausgebildet sein. In besonders bevorzugter
Weise ist die Warnleuchte in einer von den Farben grün, gelb
und rot unterscheidbaren Farbe, insbesondere in blau oder weiß, ausgestaltet.
Es ist möglich,
als Warnleuchte wenigstens eine LED zu verwenden, beispielsweise
eine weiße
LED. Dadurch können
Verwechslungen mit der infolge des aktuellen Schallpegels aufleuchtenden
Anzeigeleuchten vermieden werden.
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Alternativ
zu einer separaten Warnleuchte können
auch die Anzeigeleuchten, die primär zur Anzeige des Schallpegels
vorgesehen sind, mit dem Luftgütesensor
gekoppelt sein, so dass eine Luftgüteanzeige durch ein bestimmtes
Aufleuchten wenigstens einer der Anzeigeleuchten stattfindet, das selbstverständlich deutlich
gegenüber
dem Aufleuchten infolge des detektierten Schallpegels unterscheidbar
sein muß,
beispielsweise durch Aufleuchten aller drei Anzeigeleuchten oder
durch Blinken eines oder mehrerer der Anzeigeleuchten.
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Alternativ
oder zusätzlich
zur Warnleuchte kann auch ein Tonsignalgenerator zur Erzeugung eines
Tonsignals oder einer Tonsignalfolge vorgesehen sein. Dadurch kann
die Aufmerksamkeit, die dem Anzeigegerät zukommt noch weiter gesteigert
werden.
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Um
eine Anpassung an unterschiedlich große Räume und unterschiedliche Menschen – insbesondere
Kindergruppen vornehmen zu können,
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
eine Einstellvorrichtung zur Einstellung des Maximalanteils der
Komponente oder des Mindest-Sauerstoffanteils vorgesehen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Gesamtansicht eines nach Art einer Verkehrsampel ausgebildeten Anzeigegeräts für Schallpegel
und Luftgüte
als Ausführungsbeispiel
der Erfindung und
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2 ein
prinzipielles Schaltbild zur Umschaltung zwischen den Anzeigeleuchten
in Abhängigkeit
des jeweiligen Schallpegels und
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3 ein
prinzipielles Schaltbild zum Einschalten des Warnsignals in Abhängigkeit
von der Luftgüte.
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1 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Anzeigegeräts 11,
das nach Art einer Verkehrsampel ausgebildet ist. Es besitzt einen
Ständer 12,
auf dem ein mit drei Anzeigeleuchten 13, 14, 15 versehener
Ampelkasten 16 angeordnet ist. Die drei Anzeigeleuchten 13–15 sind übereinander
angeordnet und wie bei einer Straßenverkehrsampel so angeordnet,
dass die oberste rot, die mittlere gelb und die unterste grün ist. Selbstverständlich sind
prinzipiell auch andere Farbanordnungen möglich, wobei auch die Zahl
der Anzeigeleuchten variieren kann. Es müssen jedoch mindestens zwei
sein.
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Der
Ampelkasten 16 ist quaderförmig ausgebildet, wobei jede
Seitenfläche
mit einer entsprechenden Anzahl von Anzeigeleuchten 13–15 versehen
sein kann, um die Sichtbarkeit der Anzeigeleuchten 13–15 nach
allen Seiten zu gewährleisten.
In einer einfacheren Ausführung
kann der Ampelkasten 16 auch flach ausgebildet sein, wobei
nur drei Anzeigeleuchten 13–15 nach einer Seite
weisen oder wobei auch die gegenüberliegende
Seite mit drei Anzeigeleuchten 13–15 versehen sein
kann.
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Der
Ampelkasten 16 ist mit einem Schallpegelsensor 17 zur
Messung bzw. Erfassung des jeweiligen Schallpegels versehen, der
im jeweiligen Raum vorliegt, in dem das Anzeigegerät 11 aufgestellt
ist. Prinzipiell ist es selbstverständlich auch für die Aufstellung
im Freien geeignet, beispielsweise in einem Schulhof.
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In 2 ist
eine Steuereinrichtung 18 zum Ein- und Ausschalten der
Anzeigeleuchten 13–15 in Abhängigkeit
des durch den Schallpegelsensor 17 erfassten Schallpegels
schematisch dargestellt. Die Sensorsignale des Schallpegelsensors 17 werden mittels
eines AC/DC-Wandlers 19 in eine korrespondiere Gleichspannung
umgewandelt und drei Komparatoren 20 bis 22 zugeführt, die
als Schwellwertstufen dienen. Der erste Komparator 20 erzeugt
ein Ausgangssignal unterhalb eines unteren Schallpegelwertes a,
das als Einschaltsignal für
die untere grüne
Anzeigeleuchte 13 dient. Der zweite Komparator 21 ist
als Fensterkomparator ausgebildet und erzeugt ein Ausgangssignal,
wenn sich der Schallpegel zwischen dem unteren Schallpegelwert a
und einem höheren
Schallpegelwert b bewegt. Diese Ausgangssignal dient als Einschaltsignal
für die
mittlere gelbe Anzeigeleuchte 14. Schließlich erzeugt
der dritte Komparator 22 ein Ausgangssignal, wenn der obere Schallpegelwert
b überschritten
wird. Hierdurch wird die obere rote Anzeigeleuchte 15 eingeschaltet.
Für die
Einschaltung der Anzeigeleuchten 13–15 erforderliche
Verstärker
bzw. Treiberstufen sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Die
Schallpegelwerte a und b sind den Komparatoren 20 bis 22 als
entsprechende Vergleichsspannungen zugeführt. Diese können bei spielsweise
auch mittels Potentiometer oder dergleichen variabel vorgegeben
werden, um die Schallpegelwerte den jeweiligen örtlichen und personellen Gegebenheiten
anzupassen.
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In
Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Steuereinrichtung 18 auch so
eingestellt werden, dass sich die Schallpegelbereiche der drei Anzeigeleuchten 13–15 überlappen. Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der mittlere, als Fensterkomparator
ausgebildete Komparator 21 auf einen breiteren Fensterbereich eingestellt
wird, also einen Bereich, der von unterhalb des Schallpegelwerts
a bis oberhalb des Schallpegelwerts b reicht. Hierdurch leuchten
in den Übergangsbereichen
jeweils zwei Anzeigeleuchten gleichzeitig. Dies führt zu einer
noch feineren Unterscheidung von Schallpegelbereichen.
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Eine
weitere Alternative besteht darin, dass auch blinkende Betriebszustände der
Anzeigeleuchten 13–15 einstellbar
sind. Beispielsweise kann bei einer deutlichen Überschreitung des oberen Schallpegelwertes
b ein Übergang
in den blinkenden Bereich der oberen Anzeigeleuchte 13 erfolgen.
Hierzu können
weitere Komparatoren bzw. Schwellwertstufen dienen.
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Das
beschriebene Ausführungsbeispiel
kann noch wirkungsvoller mit noch besserer Wirkung dahingehend ausgestaltet
werden, dass ein Tonsignalgenerator zur Erzeugung eines Tonsignals oder
einer Tonsignalfolge ab einem vorgebbaren Schallpegelwert oder zur
Erzeugung unterschiedlicher Tonsignale oder Tonsignalfolgen oder
Tonlautstärken
derselben bei Erreichen oder Überschreiten
unterschiedlicher Schallpegelwerte vorgesehen ist. Dieser Tonsignalgenerator
kann separat angeordnet oder in der Steuereinrichtung 18 integriert
sein. Beispielsweise kann das Ausgangssignal des dritten Komparators 22 zur
Einschaltung der roten Anzeigeleuchte 15 zusätzlich dazu
verwendet werden, den Tonsignalgenerator einzuschalten, so dass
mit dem Aufleuchten der roten Anzeigeleuchte 15 gleichzeitig
ein Tonsignal oder eine Tonsignalfolge erzeugt wird. Das gleichzeitig
mit dem Aufleuchten der roten Anzeigeleuchte 15 erzeugte
Tonsignal macht noch deutlicher auf das Überschreiten eines höchsten Schallpegelwerts
aufmerksam, der beispielsweise 80 bis 85 dB betragen kann.
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Es
ist selbstverständlich
auch möglich,
bereits mit dem Aufleuchten der gelben Anzeigeleuchte 14 ein
Tonsignal oder eine Tonsignalfolge zu erzeugen. Hierzu kann der
Tonsignalgenerator mit dem Ausgangssignal des zweiten Komparators 21 beaufschlagt
werden. Die Tonsignale oder Tonsignalfolgen beim Aufleuchten der
gelben Anzeigeleuchte 14 und der roten Anzeigeleuchte 15 sollten
unterschiedlich sein, sich also in der Tonhöhe, der Tonfrequenz, der Tonfolge
und/oder der Tonlautstärke
unterscheiden. Dabei sollte das Tonsignal oder die Tonsignalfolge beim
Aufleuchten der roten Anzeigeleuchte 14 markanter und einprägsamer ausgebildet
sein.
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Als
Tonsignalgenerator kann ein Gong, eine Klingel oder eine Hupe oder
ein sonstiger elektrischer Tongenerator vorgesehen sein. Es ist
auch prinzipiell möglich,
dass der oder die Einschalt-Schallpegel zum Einschalten des Tonsignalgenerators
sich von dem oder den Einschalt-Schallpegeln zum Einschalten der
Anzeigeleuchten 13–15 unterscheiden.
Beispielsweise könnte
die Einschaltung des Tonsignalgenerators auch erst bei einem Schallpegel
erfolgen, der oberhalb des Einschalt-Schaltpegels für die rote Anzeigeleuchte 15 liegt.
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Der
Ampelkasten 16 ist zusätzlich
noch mit einem Luftgütesensor 23 zur
Messung bzw. Erfassung der Luftgüte
anhand des Ist-Anteils wenigstens einer ausgewählten Komponente außer Sauerstoff oder
des Ist-Sauerstoffanteils in der Luft versehen, der im jeweiligen
Raum vorliegt, in dem das Anzeigegerät aufgestellt ist oder alternativ
in der Umgebungsluft im Freien vorliegt.
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Der
Luftgütesensor
wird im Folgenden beispielhaft anhand eines Kohlendioxidsensors 23 zur Bestimmung
der Kohlendioxidkonzentration in der Luft beschrieben.
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In 3 ist
eine Steuereinrichtung 24 zum Ein- und Ausschalten einer
Signalabgabeeinrichtung 25 in Abhängigkeit der durch den Kohlendioxidsensor 23 erfassten
Kohlendioxidkonzentration schematisch dargestellt.
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Die
Signalabgabeeinrichtung 25 besitzt eine Warnleuchte 26 und
gegebenenfalls noch zusätzlich einen
Tonsignalgenerator zur Erzeugung eines Tonsignals oder einer Tonsignalfolge.
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Die
Schaltung, die hierbei verwendet wird kann in ähnlicher Weise zu der in 2 gezeigten Schaltung
ausgebildet sein. Die Sensorsignale des Kohlendioxidsensors 23 werden
mittels eines AC/DC Wandlers 27 in eines korrespondierende
Gleichspannung umgewandelt und einem Komparator 28 zugeführt, der
als Schwellwertstufe dient. Der Komparator 28 erzeugt ein
Ausgangssignal, wenn sich die Kohlendioxidkonzentration oberhalb
einer vorgegebenen Maximalwertes c befindet. Dieser Kohlendioxid-Maximalwert
kann dem Komparator 28 als entsprechende Vergleichsspannung
zugeführt
werden. Auch eine variable Vorgabe des Maximalwertes ist denkbar,
um den Maximalwert den jeweiligen örtlichen und personellen Gegebenheiten
anzupassen.
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Beispielsweise
kann der Maximalwert der Kohlendioxidkonzentration auf den sogenannten
Pettenkofer-Maximalwert von 1000 ppm eingestellt werden.
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Das
vom Komparator 28 erzeugte Ausgangssignal dient als Einschaltsignal
für die
Warnleuchte 26 und gegebenenfalls zur Einschaltung des Tonsignalgenerators.
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Wie
in 1 dargestellt, sitzt die Warnleuchte 26 seitlich
neben den Anzeigeleuchten und zwar vorzugsweise zwischen der mittleren
und der oberen Anzeigeleuchte 14, 15. Zweckmäßigerweise
ist die Form der Warnleuchte 26 abweichend von der Form der
Anzeigeleuchten gestaltet, vorzugsweise ist die Warnleuchte 26 kleiner
als die Anzeigeleuchten und kann auch zusätzlich eine rechteckförmige, insbesondere
quadratische Grundform aufweisen. In besonders bevorzugter Weise
ist die Warnleuchte 26 in einer Farbe ausgestaltet, die
klar unterscheidbar von den Farbe rot, gelb und grün der Anzeigeleuchten 13–15 ist,
insbesondere in der Farbe blau oder weiß. Es ist selbstverständlich auch
möglich,
andere Farben zu verwenden. Die Warnleuchte kann als LED ausgebildet
sein, beispielsweise ist es möglich,
eine weiße
LED einzusetzen. Alternativ ist es auch möglich, eine weiße LED mit
blauer Folie abzudecken, um blaues Licht zu erhalten. Selbstverständlich ist auch
der Einsatz einer blauen LED möglich.
Es kann eine einzelne LED oder eine LED Anordnung aus mehreren LED's eingesetzt werden.
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Das
erfindungsgemäße Anzeigegerät 11 vereint
also eine Schallpegelmessung mit einer Luftgütemessung, so dass es be sonders
sinnvoll ist, dieses Anzeigegerät
in Kindergärten
oder Schulen einzusetzen, in denen der Lärm bzw. die schlechte Luft
maßgebliche
Störfaktoren
beim Unterricht darstellen.
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Falls
zuviel Lärm
oder zu schlechte Luft im Unterrichtsraum herrscht, wird dies einfach
und schnell erfassbar angezeigt, so dass rasch geeignete Gegenmaßnahmen,
beispielsweise ein Lüften
des Raums, eingeleitet werden können.