ES2952734T3 - Medidor electrónico - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un medidor electrónico (1) para uso con un cilindro de gas comprimido (2). El manómetro electrónico (1) comprende una interfaz de visualización (4), un sensor de presión (5) que tiene un elemento sensor de presión (6) y un circuito de amplificación (7) para amplificar una señal procedente del elemento sensor de presión (6), una temperatura sensor (8), y una placa electrónica de control (10) conectada a la interfaz de visualización (4), el elemento sensor de presión (6) y el sensor de temperatura (8). La invención también se refiere a un método para calcular el tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido (2), y a un método para monitorear que una válvula de presión residual de un cilindro de gas (2) esté operativa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Medidor electrónico
Campo técnico
La invención se refiere a un medidor electrónico para su uso con un cilindro de gas comprimido y un método para calcular el tiempo restante hasta que se agote sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido. La invención también se refiere a un método para supervisar que una válvula de presión residual de un cilindro de gas esté operativa.
Antecedentes de la técnica
Los cilindros de gas portátiles con válvulas de cilindro de regulación integradas están diseñados para permitir que los pacientes con trastornos respiratorios, tal como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), gestionen mejor su oxigenoterapia dentro y fuera de sus hogares. Solo la EPOC afecta a cientos de millones de personas en todo el mundo cada año. La oxigenoterapia suplementaria también se prescribe para otras dolencias que debilitan el sistema respiratorio, tal como las enfermedades del corazón y el SIDA, así como para el asma y el enfisema.
Los cilindros de gas portátiles con válvulas de cilindro de regulación integradas están disponibles comercialmente para proporcionar oxígeno gaseoso a pacientes respiratorios ambulatorios con EPOC y otras dolencias respiratorias. Un cilindro de gas portátil con válvula de cilindro de regulación integrada contiene oxígeno a alta presión que se reduce a través del regulador para entregar un caudal seleccionable. El cilindro de gas portátil con válvula de cilindro de regulación integrada es pequeño y liviano para permitir que el paciente respiratorio ambulatorio use y transporte fácilmente el cilindro dentro y fuera del hogar. Como resultado, el paciente respiratorio puede llevar un estilo de vida más activo, lo que a su vez puede mejorar la salud general del paciente.
El documento US 2016/097666 A1 divulga un dispositivo para supervisar la masa de un fluido que permanece en un tanque a medida que el fluido sale del tanque de forma periódica o continua e incluye una carcasa que comprende una entrada adaptada para unirse a una salida del tanque y recibir fluido del tanque. Comprende un sensor de presión y/o un sensor de temperatura en comunicación con al menos un procesador. Un caudalímetro mide una pluralidad de mediciones de caudal del fluido cuando sale del tanque. Al menos un procesador, que está conectado al sensor de presión y/o al sensor de temperatura y a una interfaz de visualización, está configurado para determinar una masa del fluido que ha salido del tanque durante al menos un período de medición, determinar la masa del fluido que queda en el tanque en función al menos parcialmente de la masa inicial del fluido en el tanque y la masa determinada del fluido que ha salido del tanque, y generar, en función de la masa del fluido restante, una indicación.
El documento WO 2015/063502 A1 divulga un cilindro de gas comprimido que es adecuado para su uso en la administración de terapia de gas medicinal a pacientes ambulatorios. El cilindro de gas comprimido tiene un cuerpo principal hueco en el que se almacena el gas terapéutico bajo presión; una culata; una salida de gas; y una pantalla.
El dispositivo divulga además una unidad central de procesamiento (CPU), un sensor de temperatura, un sensor de presión y un amplificador. La CPU está en comunicación con la pantalla, el sensor de temperatura y el amplificador que está conectado al sensor de presión.
La pantalla proporciona estimaciones del tiempo restante antes del agotamiento total del gas dentro del cilindro. Las estimaciones del tiempo restante se basan en estimaciones de la cantidad de gas que queda en el cilindro de gas.
El documento WO 2012/164240 A2 divulga un aparato de flujo que tiene una válvula de control de flujo que tiene una carcasa, una rendija, un obturador de rendija y un accionador para mover dicho obturador entre una primera posición cerrada y múltiples posiciones abiertas, caracterizado por un monitor de posición de válvula para supervisar la posición de la válvula y que comprende una pluralidad de sensores discretos asociados con una pluralidad de posiciones abiertas de dicha válvula para supervisar la presencia o ausencia de uno o más miembros móviles con dicha válvula. La disposición se puede usar para supervisar la posición de la válvula y tal control puede ser útil para predecir la cantidad de fluido que queda dentro de un cilindro al que se ha unido.
Un problema importante con los cilindros de gas portátiles es no conocer el contenido exacto de gas para estimar el tiempo restante para su uso con el paciente. En la actualidad, los cilindros de gas están provistos de un manómetro mecánico o de un medidor electrónico para determinar el tiempo restante de uso.
El método sigue teniendo imprecisiones ya que no se tiene en cuenta la temperatura del gas, ni la variabilidad en el flujo entregado o el patrón de uso típico para el cilindro. Por lo tanto, se sabe que el tiempo restante que se muestra en los medidores electrónicos actuales para cilindros de gas de oxígeno médico es inexacto.
Otro problema con los medidores electrónicos actualmente disponibles es su coste. El precio del medidor electrónico en su formato actual es muy superior al precio de una válvula de cilindro de gas.
Otro problema con los medidores electrónicos actualmente disponibles es que no pueden instalarse en los cilindros de gas actuales en el campo.
Sumario de la invención
Es un objetivo de la presente invención mitigar, aliviar o eliminar una o más de las deficiencias y desventajas de la técnica identificadas anteriormente individualmente o en cualquier combinación y resolver al menos los problemas mencionados anteriormente.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, estos y otros objetos y/o ventajas que serán evidentes a partir de la siguiente descripción de realizaciones, se logran, en su totalidad o al menos en parte, por un medidor electrónico para su uso con un cilindro de gas comprimido. El medidor electrónico comprende una interfaz de visualización, un sensor de presión que tiene un elemento sensor de presión y un circuito de amplificación para amplificar una señal del elemento sensor de presión, un sensor de temperatura y una placa electrónica de control conectada a la interfaz de visualización, el elemento sensor de presión y el sensor de temperatura. El circuito de amplificación está formado integralmente con la placa electrónica de control.
Esto es ventajoso porque este tipo de diseño de combinación integrará elementos separados del medidor electrónico, lo que dará como resultado una solución de menor coste. Un medidor electrónico consta básicamente en los siguientes elementos: un transmisor de presión, una placa electrónica de control, una pantalla, una batería y una funda. La electrónica de control y la pantalla están contenidas en una funda, que a menudo incluye la batería. El transmisor de presión se conecta a la funda mediante un cable y un conector. El nuevo diseño del medidor electrónico integra el transmisor de presión en la funda. Para lograr esto, primero se separa el transmisor de presión en su elemento sensor y su circuito de amplificación. Después, el circuito de amplificación se integra en la placa electrónica de control. Esto permite que todo el sistema se integre en el diseño de la funda de modo que sea una unidad completa. Al hacerlo, los costes se reducen significativamente con respecto al transmisor de presión mediante la eliminación de la electrónica, eliminación de cables y conectores, y una reducción en el diseño de la carcasa.
El elemento sensor de presión del sensor de presión y un elemento sensor de temperatura del sensor de temperatura pueden estar dispuestos de forma adyacente para medir la presión y la temperatura en la misma ubicación.
El medidor electrónico puede comprender además una memoria conectada a la placa electrónica de control.
El medidor electrónico puede comprender además una carcasa que alberga todos los componentes del medidor electrónico.
La carcasa puede albergar además una batería que proporciona energía a los componentes del medidor electrónico.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención como se define en la reivindicación 6, estos y otros objetos se logran, en su totalidad o al menos en parte, por un método de supervisión de que una válvula de presión residual de un cilindro de gas está operativa, usando el medidor electrónico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5. El método comprende detectar al menos un valor de presión en el cilindro de gas, detectar al menos un valor de temperatura en el cilindro de gas, detectar una posición abierta de caudal de la válvula de presión residual, calcular una presión de activación de la válvula de presión residual en función del al menos un valor de temperatura, comparar el al menos un valor de presión en el cilindro de gas con la presión de activación calculada de la válvula de presión residual, e indicar a un usuario que la válvula de presión residual está operativa si el al menos un valor de presión detectado está por encima de la presión de activación calculada durante un período de tiempo específico, y/o indicar al usuario que la válvula de presión residual no está operativa si el al menos un valor de presión detectado está por debajo de la presión de activación calculada durante un período de tiempo específico.
Esto es ventajoso porque el método puede medir con precisión la presión y la temperatura en el cilindro e identificar si la válvula de presión residual ha funcionado y si ha funcionado satisfactoriamente. Esto se logra supervisando la posición del caudal (es decir, abierto para que fluya el gas) y la presión del cilindro. Si, a la presión de activación de la válvula de presión residual, la presión permanece estable, entonces la válvula de presión residual está funcionando. Si la válvula está abierta y la presión continúa disminuyendo por debajo de la presión de activación a un ritmo mayor que los efectos de la temperatura (es decir, enfriamiento), entonces se puede identificar que la válvula de presión residual no está funcionando. Esto se puede mostrar y transmitir de forma inalámbrica de modo que el rellenador de gas sepa que la válvula requiere reparación o mantenimiento. Si, en cualquier estado, la presión se mide por debajo de la presión de activación de la válvula de presión residual, se puede identificar, mostrar y transmitir de forma inalámbrica de modo que el rellenador de gas sepa que la válvula requiere reparación o mantenimiento. Además, el funcionamiento histórico de la válvula de presión residual se puede supervisar en términos de cuántas veces se ha activado y a qué presión se activó. Con esta información se puede realizar un mantenimiento predictivo de la presión residual.
El al menos un valor de presión y el al menos un valor de temperatura pueden detectarse en la misma ubicación.
Las etapas del método pueden repetirse continuamente de modo que pueda proporcionarse una indicación constante del estado de la válvula de presión residual.
El método puede comprender además almacenar cualquier información relacionada con la válvula de presión residual en una memoria. Además, el funcionamiento histórico de la válvula de presión residual se puede supervisar en términos de cuántas veces se ha activado y a qué presión se activó. Con esta información se puede realizar un mantenimiento predictivo de la presión residual.
El método puede comprender además presentar la indicación del estado de la válvula de presión residual en una interfaz de visualización y/o transmitir de forma inalámbrica la indicación del estado de la válvula de presión residual a otra unidad.
El método puede comprender además el cálculo del tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido. El método puede calcular el tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido en función del al menos un valor de presión, el al menos un valor de temperatura y un volumen del cilindro de gas. El al menos un valor de presión y el al menos un valor de temperatura se detectan en la misma ubicación.
Como se ha señalado anteriormente, el problema con los métodos actualmente disponibles para calcular el tiempo restante es especialmente que tienen inexactitudes ya que no se tiene en cuenta la temperatura del gas. Este es un problema conocido y reconocido que se ha intentado resolver usando la medición de la temperatura en la placa electrónica. Desafortunadamente, esto a menudo no refleja con precisión la temperatura real del gas, por ejemplo, durante el llenado cuando se produce la compresión adiabática. Este aspecto de la invención puede proporcionar un método para medir con precisión la presión y la temperatura junto con una detección precisa de la posición del selector de flujo. Esto se logra detectando la presión y la temperatura al mismo tiempo y en la misma ubicación.
El método puede comprender además mostrar el tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en el cilindro de gas en una interfaz de visualización.
El método puede comprender además almacenar los valores detectados que, en conexión con un algoritmo de aprendizaje, se usan para mejorar la precisión en el cálculo del tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido.
El método puede comprender además activar una alarma si el tiempo restante calculado hasta que se agote sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido está por debajo de un valor de tiempo predeterminado.
El método puede comprender además el envío inalámbrico de una señal a otra unidad al activarse la alarma.
Los efectos y características del segundo aspecto de la presente invención son en gran medida análogos a los descritos anteriormente en relación con el primer aspecto del concepto inventivo. Las realizaciones mencionadas en relación con el primer aspecto de la presente invención son ampliamente compatibles con los aspectos adicionales de la invención.
Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención aparecerán a partir de la siguiente divulgación detallada, de las reivindicaciones adjuntas, así como de los dibujos. Se observa que la invención se refiere a todas las posibles combinaciones de características.
En términos generales, todos los términos usados en las reivindicaciones deben interpretarse de acuerdo con su significado común en el campo técnico, a menos que se defina explícitamente lo contrario en el presente documento. Todas las referencias a "un/una/el/la [elemento, dispositivo, componente, medio, etapa, etc.]" deben interpretarse abiertamente como refiriéndose a al menos un ejemplo de dicho elemento, dispositivo, componente, medio, etapa, etc., a menos que se indique explícitamente lo contrario.
Como se usan en el presente documento, el término "que comprende" y las variaciones de ese término no pretenden excluir otros aditivos, componentes, elementos integrantes o etapas.
Breve descripción de los dibujos
Lo anterior, así como objetos adicionales, características y ventajas de la presente invención, se entenderán mejor a través de la siguiente descripción detallada ilustrativa y no limitativa de las realizaciones de la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos, donde los mismos números de referencia pueden usarse para elementos similares, y en donde:
Las figuras 1A y 1B son vistas en perspectiva de una realización ilustrativa de un medidor electrónico de acuerdo con el primer aspecto de la invención.
Las figuras 2A a 2B son vistas en perspectiva de una realización ilustrativa de un cilindro de gas equipado con el medidor electrónico de las figuras 1A y 1B.
La figura 3 es una vista en perspectiva de un sistema que incluye el medidor electrónico de las figuras 1A y 1B.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes de la invención
Las figuras 1A y 1B ilustran una realización ilustrativa de un medidor electrónico 1 para su uso con un cilindro de gas comprimido 2. El medidor electrónico 1 comprende una interfaz de visualización 4, un sensor de presión 5 que se divide en un elemento sensor de presión 6 y un circuito de amplificación 7 para amplificar una señal del elemento sensor de presión 6, y un sensor de temperatura 8. El elemento sensor de presión 6 del sensor de presión 7 y un elemento sensor de temperatura 9 del sensor de temperatura 8 están dispuestos de forma adyacente para poder medir la presión y la temperatura en la misma ubicación en el cilindro de gas 2.
El medidor electrónico 1 comprende además una placa electrónica de control 10 que está conectada a la interfaz de visualización 4, el elemento sensor de presión 6 y el sensor de temperatura 8. El circuito de amplificación 7 está formado integralmente con la placa electrónica de control 10 para poder hacer un medidor electrónico 1 general más compacto. En esta realización específica, el medidor electrónico 1 está además equipado con una memoria 11 que también está conectada a la placa electrónica de control 10.
Aquí, se proporciona una carcasa exterior 12 que aloja todos los componentes del medidor electrónico 1. La carcasa exterior 12 comprende una batería 13 que proporciona energía a los componentes del medidor electrónico 1.
Las figuras 2A y 2B ilustran el cilindro de gas 2 equipado con el medidor electrónico 1 de la presente invención.
El medidor electrónico 1 nuevo e inventivo es útil de varias maneras diferentes, tanto para un usuario del cilindro de gas 2 como para un cuidador de pacientes.
De acuerdo con un método ilustrativo, el medidor electrónico 1 se usa para calcular el tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas del cilindro de gas 2.
El método comprende detectar una posición abierta de caudal del cilindro de gas 2, detectar al menos un valor de presión en el cilindro de gas 2, detectar al menos un valor de temperatura en el cilindro de gas 2, y calcular el tiempo restante hasta que sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido 2 se haya agotado en función del al menos un valor de presión, el al menos un valor de temperatura y un volumen del cilindro de gas. El al menos un valor de presión y el al menos un valor de temperatura se detectan en la misma ubicación en el cilindro de gas 2.
En una realización preferida, el método comprende además almacenar los valores detectados que, en conexión con un algoritmo de aprendizaje, se usan para mejorar la precisión en el cálculo del tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido 2.
El método también podría incluir mostrar el tiempo restante hasta que se agote sustancialmente todo el gas en el cilindro de gas 2 en una interfaz de visualización, y activar una alarma si el tiempo restante calculado hasta que se agote sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido 2 está por debajo un valor de tiempo predeterminado. Preferentemente, una señal a una unidad de visualización 14 se envía de forma inalámbrica al activarse la alarma.
De acuerdo con otro método ilustrativo, el medidor electrónico 1 se usa para supervisar que una válvula de presión residual (no mostrada) del cilindro de gas 2 está operativa.
El método comprende detectar al menos un valor de presión en el cilindro de gas 2, detectar al menos un valor de temperatura en el cilindro de gas 2, detectar una posición abierta de caudal de la válvula de presión residual, calcular una presión de activación de la válvula de presión residual en función del al menos un valor de temperatura, comparar el al menos un valor de presión en el cilindro de gas 2 con la presión de activación calculada de la válvula de presión residual, e indicar a un usuario que la válvula de presión residual está operativa si el al menos un valor de presión detectado está por encima de la presión de activación calculada durante un período de tiempo específico, y/o indicar al usuario que la válvula de presión residual no está operativa si el al menos un valor de presión detectado está por debajo de la presión de activación calculada durante un período de tiempo específico.
Preferentemente, el al menos un valor de presión y el al menos un valor de temperatura se detectan en la misma ubicación.
Además, para poder proporcionar una supervisión continua del estado de la válvula de presión residual, las etapas del método se repiten continuamente de modo que pueda proporcionarse una indicación constante del estado de la válvula de presión residual.
El método también podría comprender almacenar cualquier información relacionada con la válvula de presión residual en la memoria 11 y comprender presentar la indicación del estado de la válvula de presión residual en una interfaz de visualización y/o transmitir de forma inalámbrica la indicación del estado de la válvula de presión residual a otra unidad 14.
La figura 3 ilustra un sistema en el que el cilindro de gas 2 equipado con el medidor electrónico 1 está conectado de forma inalámbrica a la unidad de visualización 14 a través de una nube. La señal del medidor electrónico 1 pasa por un núcleo mediante Bluetooth que, a su vez, transmite los datos. Se puede usar un concentrador de oxígeno como núcleo, o estar constituido por un núcleo independiente para luego vincularse a la nube o cualquier otra transmisión de datos.
Se entiende que se contemplan otras variaciones de la presente invención y, en algunos casos, algunas características de la invención pueden emplearse sin un uso correspondiente de otras características. Por consiguiente, es apropiado que las reivindicaciones adjuntas se interpreten en sentido amplio de una manera consistente con el alcance de la invención.
Naturalmente, el número, el tamaño y la forma de los componentes del medidor electrónico 1 se pueden variar de cualquier manera adecuada sin apartarse del alcance de la invención.
La placa electrónica de control 10 puede programarse para iniciar diferentes tipos de alarmas con el fin de hacer que el cilindro de gas 2 sea más fácil de usar y mejorar la seguridad relacionada con el uso del mismo. La placa electrónica de control 10 puede, por ejemplo, programarse para iniciar una alarma si el sensor de presión 5 o el sensor de temperatura 8 detectan valores fuera de un intervalo predeterminado. Otro ejemplo podría ser una alarma por falta de flujo, es decir, si la perilla de flujo está configurada para dar un flujo, pero la válvula de cierre está cerrada, se debe iniciar una alarma después de aproximadamente 30 segundos una vez que el medidor electrónico 1 haya establecido que no hay caída de presión.
Claims (15)
1. Un medidor electrónico (1) para su uso con un cilindro de gas comprimido (2), que comprende:
una interfaz de visualización (4),
un sensor de presión (5) que tiene un elemento sensor de presión (6) y un circuito de amplificación (7) para amplificar una señal del elemento sensor de presión (6),
un sensor de temperatura (8), y
una placa electrónica de control (10) conectada a la interfaz de visualización (4), el elemento sensor de presión (6) y el sensor de temperatura (8),
caracterizado por que
el circuito de amplificación (7) está formado integralmente con la placa electrónica de control (10).
2. El medidor electrónico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento sensor de presión (6) del sensor de presión (5) y un elemento sensor de temperatura (9) del sensor de temperatura (8) están dispuestos de forma adyacente para medir la presión y la temperatura en la misma ubicación.
3. El medidor electrónico (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende además una memoria (11) conectada a la placa electrónica de control (10).
4. El medidor electrónico (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una carcasa (12) que aloja todos los componentes del medidor electrónico (1).
5. El medidor electrónico (1) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la carcasa (12) aloja además una batería (13) que proporciona energía a los componentes del medidor electrónico (1).
6. Un método para supervisar que una válvula de presión residual de un cilindro de gas (2) esté operativa, usando el medidor electrónico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo el método: detectar al menos un valor de presión en el cilindro de gas (2),
detectar al menos un valor de temperatura en el cilindro de gas (2),
detectar una posición abierta de caudal de la válvula de presión residual,
calcular una presión de activación de la válvula de presión residual en función del al menos un valor de temperatura, comparar el al menos un valor de presión en el cilindro de gas (2) con la presión de activación calculada de la válvula de presión residual, e
indicar a un usuario que la válvula de presión residual está operativa si el al menos un valor de presión detectado está por encima de la presión de activación calculada durante un período de tiempo específico, y/o
indicar al usuario que la válvula de presión residual no está operativa si el al menos un valor de presión detectado está por debajo de la presión de activación calculada durante un período de tiempo específico.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el al menos un valor de presión y el al menos un valor de temperatura se detectan en la misma ubicación.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en donde las etapas del método se repiten continuamente de modo que pueda proporcionarse una indicación constante del estado de la válvula de presión residual.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 6 a 8, que comprende además almacenar cualquier información relacionada con la válvula de presión residual en una memoria (11).
10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, que comprende además presentar la indicación del estado de la válvula de presión residual en una interfaz de visualización (4) y/o transmitir de forma inalámbrica la indicación del estado de la válvula de presión residual a otra unidad (14).
11. El método de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además las etapas de:
calcular el tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido (2) en función del al menos un valor de presión, el al menos un valor de temperatura y un volumen del cilindro de gas (2),
en donde el al menos un valor de presión y el al menos un valor de temperatura se detectan en la misma ubicación.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende además mostrar el tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en el cilindro de gas (2) en una interfaz de visualización (4).
13. El método de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, que comprende además almacenar los valores detectados que, en conexión con un algoritmo de aprendizaje, se usan para mejorar la precisión en el cálculo del tiempo restante hasta que se haya agotado sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido (2).
14.EI método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que comprende además activar una alarma si el tiempo restante calculado hasta que se agote sustancialmente todo el gas en un cilindro de gas comprimido (2) está por debajo de un valor de tiempo predeterminado.
15.El método de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además enviar de forma inalámbrica una señal a otra unidad al activarse la alarma.
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