DE3911154C2 - Atemschutzgerät mit Warnvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Atemschutzgerät bestehend aus Atemmaske, Druckgasflasche, den üblichen Ventilen, insbe­ sondere einem Flaschenventil, einem Druckminderventil und gegebenenfalls einem atemgesteuerten Dosierventil, und einer Warnvorrichtung zur Signalisierung des zur Neige gehenden Atemgasvorrates aufgrund einer Drucküberwachung des Vorratsgases.

Bei Atemschutzgeräten besteht grundsätzlich das Bedürfnis, den Geräteträger über den Atemgasvorrat zu informieren, insbesondere ihn auf den zur Neige gehenden Atemgasvorrat aufmerksam zu machen, damit er rechtzeitig den Rückzug antreten kann. Bislang geschieht dies durch einen Drucksensor, der im Hochdruckkreis des Atemschutzgerätes angeordnet ist. Fällt der Druck unter einen bestimmten Wert, so wird eine Warnvorrichtung betätigt, die bei­ spielsweise ein akustisches Signal erzeugt.

Die deutsche Offenlegungsschrift 34 10 408 A1 beschreibt eine elektronische Warnvorrichtung, mit der die für den Geräteträger verbleibende Einsatzzeit mit einer Rechen­ einheit/Signalverarbeitungseinheit bestimmt bzw. ausge­ rechnet wird.

Das Ergebnis dieser Rechnung ist ein Druckwert, der repräsentativ für die verbleibende Einsatzzeit ist, wobei die Zeitspanne berücksichtigt ist, die benötigt wird, um den Einsatzort zu verlassen, und zwar unter der Voraus­ setzung, daß der Einsatzort auf dem gleichen Weg verlas­ sen wird, auf dem er auch erreicht wurde. Zusätzlich leuchtet während der am Einsatzort verfügbaren Zeit eine grüne LED, die dem Geräteträger aktiv mitteilt, daß er noch am Einsatzort verbleiben kann. Erst, wenn diese Zeit verstrichen ist, leuchtet eine rote LED.

Eine andere bekannte Warnvorrichtung drosselt ab einem bestimmten Mindestdruck kurzzeitig die Gasversorgung, so daß der Geräteträger einen deutlich erhöhten Einatem­ widerstand überwinden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein gewisser Nachteil dieser bekannten Warnvorrich­ tungen darin besteht, daß der Geräteträger nur einmal über den zur Neige gehenden Vorratsdruck informiert wird und dies auch erst dann, wenn ein bestimmter Mindest­ druck unterschritten ist. Hinzu kommt, daß die Auswertung dieser Information der Erfahrung und der Reaktion des Geräteträgers überlassen bleibt. Der Geräteträger ist ge­ zwungen, in Abhängigkeit von dem zu vermutenden Vorrats­ volumen und dem noch zu erwartenden Atemgasbedarf auf die verbleibende Nutzungszeit des Gerätes zu schließen. Solche Überlegungen erforden gerade in Streßsituationen, wie sie beispielsweise bei Rettungseinsätzen der Feuer- oder Grubenwehren auftreten, sehr viel Erfahrung und Selbstdisziplin. Schließlich kommt hinzu, daß der Geräte­ träger bei der Abschätzung seiner Versorgungssituation erhebliche Sicherheitszuschläge einkalkulieren muß, um seinen Rückzug zu sichern. All dies steht einer opti­ malen Ausnutzung des Atemgasvorrates entgegen.

Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Er­ findung darin, das eingangs beschriebene Atemschutz­ gerät dahingehend zu verbessern, daß dem Geräteträger genauere Rückschlüsse auf die verbleibende Einsatzzeit möglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Atemgas-Verbrauch des Geräteträgers und die aktuelle Restgasmenge in der Druckgasflasche in zyklischen Ab­ ständen ermittelt werden, daß diese Werte in eine Rechen­ einheit eingegeben und damit die für den Geräteträger verbleibende Einsatzzeit berechnet wird.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß man erstens eine wesentlich genauere Bestimmung der verbleibenden Ein­ satzzeit erhält und daß zweitens der individuell vom Benutzer wie auch von den Arbeitsbedingungen abhängige Atemgasverbrauch bei der Ermittlung der Einsatzzeit berücksichtigt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfin­ dung besteht darin, daß der Benutzer nicht erst gegen Ende des Gasvorrates auf seine Situation aufmerksam wird, sondern daß er zu jeder Zeit die noch verblei­ bende Nutzungsdauer ablesen und somit seine Arbeits­ zeit besser einteilen kann.

Für die Ermittlung des Atemgasvorrates bieten sich dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten. Es kann etwa mit einem hochgenauen Strömungsmeßgerät gearbeitet werden. Zweckmäßiger ist es aber, den Atemgasverbrauch durch Messung des zeitlichen Druckabfalles des Vorratsgases zu erfassen. Man kann dadurch mit dem ohnehin vorhan­ denen Druckmesser arbeiten.

Zweckmäßig wird der Vorratsdruck zyklisch im Abstand von beispielsweise einer Minute erfaßt und hieraus der zeitliche Druckabfall ermittelt. Zum Ausgleich von Drucksprüngen empfiehlt es sich, mehrere aufeinan­ derfolgende Druckmessungen für die Ermittlung des zeitlichen Durchschnittsdruckabfalles zugrunde zu legen.

Wird der Vorratsdruck zyklisch im Abstand von einer Minute erfaßt, so kann der Durchschnittsdruckabfall über fünf aufeinanderfolgende Druckmessungen ermittelt werden. Nach dem Starten des Gerätes wird somit die Abtastrate auf fünf Minuten verlängert. Ab der sechsten Minute ergibt sich die Abtastzeit für den Druckabfall jeweils aus den fünf letzten Minuten. Die zur Anzeige gebrachte Einsatzzeit wird also ständig aktualisiert.

Dies ist von entscheidender Bedeutung, weil der Atem­ gasverbrauch des Benutzers individuell außerordentlich stark veränderlich ist, je nach den physiologischen Verhältnissen des Benutzers selbst, aber auch je nach der Schwere der zu leistenden Arbeit.

Damit der Geräteträger die Einsatzzeit optimal ablesen kann, empfiehlt es sich, sie über eine LED-Digitalan­ zeige darzustellen. Dies hat den Vorteil, daß die An­ zeige auch in der Dämmerung oder Dunkelheit noch gut erkennbar ist, ebenso, wenn die Anzeige nur unter einem spitzen Winkel eingesehen werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die LED-Digitalan­ zeige innerhalb der Schutzmaske im Blickfeld des Gerätenträgers untergebracht ist. Dabei braucht die LED-Digitalanzeige nicht unbedingt selbst im Blickfeld zu sein. Es kann auch die Anzeige in das Blickfeld ge­ spiegelt werden. In beiden Fällen ist die Anzeigegröße so zu dimensionieren, daß sie auch im Nahsehfeld des Geräteträgers erkennbar ist.

Neben der verbleibenden Einsatzzeit wird auch der im Atemgerät vorhandene Druck angezeigt. Die Anzeige des Druckes im Hochdruckkreis erlaubt es dem erfahrenen Geräteträger die angegebene Einsatzzeit mit seinen Er­ fahrungswerten zu vergleichen. Dies erhöht das Gefühl der Sicherheit erheblich.

Bei Unterschreiten des Reservedruckes blinkt die LED- Digitalanzeige. Dabei sind die aktuellen Druck- und Einsatzzeitwerte weiterhin erkennbar. Die LED-Digital­ anzeige stellt bei Störungen eine schnell blinkende aus Achten gebildete Zahl dar. Derartige Störungen können im Rahmen des zyklisch von der Recheneinheit durchgeführten Selbsttests erkannt werden. Besonders überwacht werden dabei die einzelnen Versorgungsspan­ nungen. Sinkt die Betriebsspannung unter 4,6 Volt schaltet sich die Recheneinheit automatisch ab, um fehlerhafte Anzeigen zu vermeiden.

Nachfolgend die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild für eine Vorrich­ tung zur Anzeige der verbleibenden Einsatzzeit von Atemschutz- und Tauchgeräten. Ein Atemgasvorratsbe­ hälter (1) beinhaltet in seinem Hochdruckkreis einen Drucksensor (2), der ein dem Druck im Hochdruckkreis proportionales Spannungssignal erzeugt. Das Spannungs­ signal gelangt über einen Signalverstärker (3) und einem Analog/Digital-Wandler (4) zu einer Rechenein­ heit (5), der ein Speicher (6) angeordnet ist. In der Recheneinheit werden aus den vom Analog/Digital- Wandler gelieferten Signalen Druckwerte generiert.

Diese Druckwerte bilden zusammen mit dem Zeitgeber­ signalen der Recheneinheit die Basis für die Einsatz­ zeitberechnung. So werden in einer vorgegebenen Ab­ tastrate nach dem Einschalten des Gerätes Druckwerte eingelesen. Aus zwei aufeinanderfolgenden Werten wird die Druckdifferenz pro Zeiteinheit berechnet. Mehrere hintereinander gemessene Druckdifferenzen werden ge­ mittelt, um eine durchschnittliche zeitliche Druck­ differenz über mehrere Abtastraten hinweg zu erhalten. Die verbleibende Einsatzzeit t ergibt sich dabei aus dem Produkt aus Abtastzeit Δt und dem Quotienten p 1 (aktueller Druck - Reservedruck) / Druckdifferenz Δp:

Der errechnete Wert für die verbleibende Einsatz­ zeit wird zusammen mit dem aktuellen Druckwert auf einer LED-Digitalanzeige (7) dargestellt. Die Ein­ satzzeit wird dabei in "Minuten" und der aktuelle Druck in "bar" angegeben.

Neben der Anzeige der Einsatzzeit- und Druckwerte ermöglicht die LED-Digitalanzeige eine Rückzugs­ warnung durch das Blinken der dargestellten aktu­ ellen Werte.

Claims (13)

1. Atemschutzgerät bestehend aus: Atemmaske, Druck­ gasflasche, den üblichen Ventilen und einer Warnvor­ richtung zur Anzeige des zur Neige gehenden Atemgas­ vorrates aufgrund einer Gasdrucküberwachung, gekennzeichnet durch, zyklische Ermittlung des Atemgas-Verbrauches und der aktuellen Restgasmenge in der Druckgasflasche und Eingabe dieser Werte in eine Recheneinheit (5) und Bestimmung der für den Geräteträger verbleibenden Einsatzzeit in der Recheneinheit (5).

2. Atemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Atemgas-Verbrauches durch ein Strömungsmeßgerät erfolgt.

3. Atemschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Atemgas-Verbrauches durch Messung des zeitlichen Druckabfalles des Vorrats­ gases erfolgt.

4. Atemschutzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsdruck zyklisch im Abstand von etwa einer Minute erfaßt wird.

5. Atemschutzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeitlicher Durchschnittsdruckabfall aus mehreren einzelnen, in einem Speicher (6) ge­ speicherten Druckabfällen in der Recheneinheit (5) gebildet wird.

6. Atemschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Einsatzzeit auf einer LED-Digital- Anzeige (7) darstellbar ist.

7. Atemschutzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Digitalanzeige (7) an den Armaturen des Atemschutzgerätes angeordnet ist.

8. Atemschutzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das die LED-Digitalanzeige (7) im Bereich des Hand­ gelenks zu befestigen ist.

9. Atemschutzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Digitalanzeige (7) an der Schutzmaske im Blickfeld des Geräteträgers angeordnet ist.

10. Atemschutzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Digitalanzeige (7) neben der Einsatz­ zeit auch den Gasdruck in der Druckgasflasche an­ zeigt.

11. Atemschutzgerät nach Anspruch 6+10, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Digitalanzeige (7) bei Unterschreiten eines vorgegebenen Reservedruckes blinkt.

12. Atemschutzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Restgasmenge durch Messung des Flaschendruckes erfolgt.

13. Warnvorrichtung zur Anzeige des zur Neige gehenden Atemgasvorrates für ein Atemschutzgerät gemäß einem der Ansprüche 1-12.