FI100307B

FI100307B - Menetelmä kaasunaamariin syötetyn ilmamäärän säätämiseksi sekä kaasuna amari

Info

Publication number: FI100307B
Application number: FI940894A
Authority: FI
Inventors: Rauno Ollila
Original assignee: Kemira Safety Oy
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1997-11-14
Also published as: US5671730A; FI940894A0; GB9503882D0; FI940894A; DE19506360A1; GB2287656B; GB2287656A

Description

100307

Menetelmä kaasunaamariin syötetyn ilmamäärän säätämiseksi sekä kaasunaamari - En metod för regiering av tili en gasmask inmatad luftmängd, samt gasmask 5

Keksinnön kohteena on menetelmä kaasunaamariin syötetyn ilmamäärän säätämiseksi sekä kaasunaamari. Keksintöä voidaan soveltaa kaikissa hengityssuojainten kasvo-osissa.

10 Tunnetun tekniikan mukaisia kaasunaamareita on esitetty esimerkiksi patenttihakemuksissa EP-94757 ja FI-852272. Tunnetuissa kaasunaamareissa on ongelmana moottoria käyttävien akkujen tai paristojen kuluminen ja vaara, että akut syvä-purkautuvat, jolloin niiden elinikä lyhenee. Patenttihake-15 muksessa EP-94757 on esitetty menetelmä tehon kulutuksen ra-j oittamiseksi.

Patenttihakemuksessa GB-2 032 284 on esitetty tunnettu menetelmä naamarin puhaltimen kierrosluvun ohjaamiseksi detekto-20 rin havaitseman paine-eron perusteella. Tällainen paine-ero-anturi on kuitenkin altis häiriöille, ja sitä on varottava esimerkiksi naamaria puhdistettaessa.

Tunnetuissa laitteissa on ongelmana se, että kaasunaamariin 25 syötetyn ilman määrä vaihtelee sen mukaan, miten paljon suo-datin on tukkeutunut. Kun suodatin on uusi ja puhdas, sen läpi kulkee enemmän ilmaa kuin mitä normien mukaan ko. käyttötapauksessa vaaditaan. Tästä aiheutuvina haittoina ovat sekä akkujen liiallinen kuluminen että liian suuri ilmavir-30 ta, joka voi aiheuttaa käyttäjälle päänsärkyä ja silmien . kirvelyä. Lisäksi suodattimen tukkeutuessa ongelmana on, et tei tiedetä, milloin kaasunaamariin syötetyn ilman virtaus alittaa vaaditun määrän. Toisaalta ylisuuri ilmamäärä johtaa suodattimen nopeampaan tukkeutumiseen.

35

Patenttijulkaisussa FI-80606 on esitetty tunnettu järjestely puhaltimen moottorin käyttämiseksi anturina siten, että elektroninen säätöpiiri mittaa puhallinmoottorin ottamaa 2 100307 virtaa sekä sen navoissa vaikuttavaa jännitettä. Järjestelyssä käytetään hyväksi sitä keskipakoispuhaltimen ominaisuutta, että puhaltimen läpi aikayksikössä virtaava ilmamäärä on verrannollinen roottorin vääntömomenttiin ja paine-5 ero vastaavasti kierroslukuun.

Jännitetiedon perusteella ohjataan pulssileveysmodulaattoria ajamaan moottorin kautta kulkeva virta arvoon, jolla haluttu ilmanvirtaus saavutetaan. Tällä tavalla saadaan aikaan vakio 10 ilmanvirtaus, joka on oleellisesti riippumaton niin käytettyjen suodattimien rakenteellisesta vastuksesta, niiden tuk-keutumisasteesta kuin kasvo-osankin aiheuttamasta vastuksesta.

15 Moottorin parametrimuutokset jakautuvat kahteen ryhmään: laakerimuutokset ja kommutaattorimuutokset. Moottorin para-metrimuutoksille on tyypillistä, että erityisesti sintra-tuissa laakereissa voitelu ajanmittaan heikkenee ja kitka-kerroin kasvaa. Tämän -vuoksi osa moottorin vääntömomentista 20 kuluu laakerikitkaan, eikä ole enää vaikuttamassa puhaltimen roottorissa. Kommutaattorissa taas segmenteistä irtautuva jäte synnyttää niiden välille virtareitin, jolloin syntyvä oikosulkuvirta alentaa moottorista saatavaa momenttia. Näiden muutosten tapahduttua puhallinlaitteen elektroniikka ei 25 mitenkään voi korjata niiden vaikutusta, sillä fysikaalisessa mielessä laitteen kalibroinnin sisältävä tieto on menetetty moottorin parametrien mukana.

Patenttijulkaisussa FI-80606 esitetyn menetelmän haitat syn-30 tyvät alunperin siitä, että moottorin virtaa säädetään oh-jäämällä sen yli vaikuttavaa jännitettä. Koska tämä jännite on samalla säätösysteemin lähtösuure, järjestelmä tulee erittäin herkäksi moottorin ominaisuuksien muutoksille. Järjestelmä on niin herkkä tässä suhteessa, että se on voitu 35 menestyksellisesti konstruoida vain käyttäen moottorina rau-datonta jalometalliharjaista kestomagneettimoottoria, joita käytetään myös takometreinä. Kaupallisesti saatavilla olevia 3 100307 moottoreita ei kuitenkaan ole valmistettu patenttijulkaisun FI-80606 vaatimuksien mukaisiksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sel-5 lainen ratkaisu kaasunaamariin syötetyn ilmamäärän säätämiseksi, jonka avulla edellä esitetyt ongelmat voidaan ratkaista. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että puhaltimen tehoa säädetään puhaltimen virran ja kierrosluvun perusteella.

10

Keksintö koskee menetelmää, jolla kaasunaamariin syötetty ilmamäärä pidetään oleellisesti vakiona käyttämällä puhaltimen moottoria sekä puhallinta itseään anturina, jonka avulla säädetään sen tehoa. Keksinnön mukaiseen kaasunaamariin 15 liittyy suodatin, suodattimen läpi kulkevan ilman syöttöä tehostava puhallin, puhallinta käyttävä moottori, toimintaa ohjaava elektroniikkapiiri, järjestely puhallinsiiven kier-rosnopeustiedon välittämiseksi mainitulle piirille sekä tarpeelliset käyttökytkimet ja toimintoja osoittavat ilmaisi-2 0 met.

Keksinnön mukainen elektroninen säätöpiiri pitää ilmamäärää vakiona säätämällä moottorin yli vaikuttavan jännitteen pulssileveyden suhdetta. Ohjauspiiriin liittyvällä valodio-25 dilla ilmaistaan, kun puhaltimen moottori ei pysty aikaansaamaan valittua ilmamäärää. Pariston syväpurkautumisen estämiseksi vartiointikytkentä katkaisee laitteelta virran, kun syöttöjännite alittaa asetetun raja-arvon.

30 Keksinnön mukaisessa kaasunaamarissa voidaan lisäksi käyttää . oheiskomponentteina kalibrointikuristimia ja laitetta puhal- ** linsiiven kierrosluvun ulkopuolista mittaamista varten ja/- tai elektronista laitetta parametritietojen siirtämiseksi ohjainpiirille.

35

Kestomagneettimoottorilla vääntömomentti on verrannollinen virtaan ja kierrosluku on verrannollinen jännitteeseen, joka saadaan kaavasta: 4 100307

Uk = E + (I * R) , jossa 5 - Uk on napajännite E on moottorin kierroslukua vastaava generaattorijännite eli lähdejännite, I on moottorin virta ja R on käämivastus.

10

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa ei ole tarkoituksella huomioitu harjajännitteen vaikutusta, koska siinä on kuitenkin käytettävä moottorityyppiä, jolla harjajännite pysyy merkityksettömänä eli edullisimmin jalometalliharjäistä mootto-15 ria. Lisäksi todellisessa käyttötilanteessa moottorin käämi-vastus on lämpötilasta riippuvainen, mikä myös alentaa sää-tötarkkuutta.

Puhallin ja moottori yhdessä muodostavat kokonaisuuden, jos-20 sa sopivasti asetettu virta/jännitekäyrä antaa vakiovirtauk-sen niin kauan kuin moottorin parametrit pysyvät muuttumattomina. Tämä koskee myös puhallinta, mutta tällaisissa sovellutuksissa puhallin ei yleensä ole alttiina mekaaniselle rasitukselle eikä edes lialle, joten sen ominaisuudet säily-25 vät pitkään vakaina.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa puhaltimen kierroslukutie-toa käytetään hyväksi suoraan siten, että kierrosluku mitataan ja moottorin virta määrätään kierrosluvun perusteella. 30 Tällöin puhaltimen kierrosluvun ja moottorin napajännitteen r välinen suhde käy oleellisesti merkityksettömäksi ja näin ollen myös siihen liittyvät häiriötekijät kuten käämiresis-tanssin aiheuttama virtariippuvuus ja sen lämpötilakerroin sekä mahdollinen harjajännite. Siis myös grafiittiharjat 35 voivat tulla kyseeseen matalillakin jännitteillä.

Toinen seuraus puhaltimen kierroslukutiedon käyttämisestä suoraan hyväksi on se, että puhallinlaitteen kalibrointitie-

II

5 100307 to ei enää ole välttämättä sidottu moottorin ominaisuuksiin vaan pelkästään puhaltimen. Tämä on mahdollista niin, että valmistusvaiheessa mitataan puhaltimen kierrosluku, jolla se tietyllä kuristuslaipalla antaa halutun virtauksen. Jos tämä 5 kierroslukutieto ja vastaava kuristuslaippa tai -laipat ovat käytettävissä, voidaan laite jälkikalibroida, eli moottori-parametrien muutokset kompensoida.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa säätölaitteen kalibrointi 10 tapahtuu käyttäen kierroslukumittaria ja kalibrointikuristi-mia niin, että säätölaitteen virtakäyrää säädetään siten, että puhaltimen kierrosluku asettuu arvoon, joka vastaa oikeaa virtausta kyseisillä kuristimilla. Kierroslukutieto on puhallinkohtäinen ja määritetty virtausmittarilla tehdyllä 15 mittauksella valmistajan toimesta.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa säätölaite voi myös kalibroida itse itsensä, kun puhaltimeen on kiinnitetty kalib-rointikuristimet ja säätölaite asetettu (esim. käyttäjä 20 asettaa) kalibrointitilaan. Tällöin säätölaite ajaa puhaltimen kierrosluvulle, joka vastaa oikeaa virtausta kyseisellä puhaltimella. Kierroslukutieto on säätölaitteessa itsessään, ja se on asetettu sinne valmistuksen tai huollon yhteydessä, eli kun puhallinpesä ja moottori on liitetty säätölaittee-25 seen.

»

Keksinnön mukaista ratkaisua kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viitaten oheisiin kuviin, joista kuva 1 esittää keksinnön mukaisen kaasunaamarin puhaltimen 30 ohjauskytkentää toteutettuna digitaalisesti, ja kuva 2 esittää kytkennän analogista toteutusta.

Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukaisen kaasunaamarin puhaltimen ohjauskytkentä, jossa on digitaalinen signaalinkä-35 sittely. Keksinnön mukainen ohjauskytkentä käsittää puhal-linroottorin 1, puhaltimen kapasitanssielektrodit 2, 3, puhaltimen moottorin 4, hakkuritehonlähteen 5, pulssinleveys- » modulaattorin 6, mikrokontrollerin 7, haihtumattoman muistin 6 100307 8, jännitereferenssin 9, akuston 10, kytkin- ja näyttölohkon 11, virtamittausvahvistimen 12, vaihelukitun silmukan 13, oskillaattorin 14, virranmittausshuntin 15 sekä ohjaussignaalin kellutuslohkon 16, joka toimii signaalin varastointi-5 suodattimena, johon tuodaan mikrokontrollerilta kolmitila-lähtö.

Keksinnön mukaisen puhaltimen kapasitanssielektrodit 2, 3 on kytketty puhallinroottoriin 1 siten, että ne antavat tiedon 10 puhaltimen kierrosluvusta oskillaattorin 14 ja vaihelukitun silmukan 13 kautta mikrokontrollerin 7 laskurille. Moottorin 4 virta mitataan ja tuodaan virtamittausvahvistimen 12 kautta mikrokontrollerin A/D-muuntimelle. Puhaltimen virran ja kierrosluvun perusteella mikrokontrolleri 7 laskee sopivan 15 virta-arvon moottorille 4 ja antaa sopivan ohjaussignaalin hakkuritehonlähteelle 5 ohjaussignaalin kellutuslohkon 16 ja pulssinleveysmodulaattorin 6 kautta. Hakkuritehonlähde 5 ottaa tehon akustosta 10, ohjaa moottorin virransyöttöä ja antaa moottorin 4 ohjaustiedon myös mikrokontrollerin 7 A/D-20 muuntimelle. Mikrokontrolleriin on liitetty haihtumaton muisti 8. Ohjauskytkentä käsittää myös akuston 10 jännitereferenssin 9, mikrokontrollerin 7 kytkin- ja näyttölohkon 11 sekä moottorin 4 virranmittausshuntin 15.

25 Keksinnön mukaisen ratkaisun digitaalisessa toteutustavassa kierroslukutietoa, joka itsessään jo on ditaalista eli pulssimuotoista, ei muuteta analogiseksi, vaan se käsitellään digitaalisesti. Keksinnössä käytetään mikrokontrolleria 7, johon on liitetty haihtumaton lukumuisti 8, jonka tehtävänä 30 on säilyttää aikaisemmin mainittu kalibroinnin sisältävä kierroslukutieto.

Ohjaus tapahtuu siten, että kierroslukupulssi.t viedään kontrollerin laskurille, joka ohjelmallisesti luetaan sopivin 35 aikavälein ja tästä saadaan kierrosluku. Tätä lähtötietonaan käyttäen kontrolleri laskee sopivan virta-arvon moottorille.

: Virta-arvon asettaminen voi tapahtua esim. D/A-muuntimellä sopivaa analogiapiiriä ohjaten tai siten, että A/D-muunti- 7 100307 mella mitataan moottorin virta ja ulostuloliitäntää käyttäen ajetaan virransäätöosaa kohti oikeaa arvoa.

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen kaasunaamarin pu-5 haltimen ohjauskytkentä, jossa signaaleja käsitellään pelkästään analogisina. Keksinnön mukainen ohjauskytkentä käsittää puhallinroottorin 1, puhaltimen kapasitanssielektro-dit 2, 3, puhaltimen moottorin 4, hakkuritehonlähteen 5, pulssinleveysmodulaattorin 6, akuston 10, virtamittausvah-10 vistimen 12, vaihelukitun silmukan 13, oskillaattorin 14, virranmittausshuntin 15, taajuusjännitemuuntimen 17, kompen-sointipiirin 18 sekä vertailuvahvistimen 19.

Keksinnön mukaisessa puhaltimen kapasitanssielektrodit 2, 3 15 on kytketty puhallinroottoriin 1, jolloin kapasitanssielekt-rodien 3 kapasitanssivaihtelu saa oskillaattorin 14 taajuuden huojumaan ja vaihelukittu silmukka 13 toimii ilmaisimena taajuusvaihtelulle. Vaihelukitusta silmukasta 13 saatavat kierroslukupulssit viedään taajuusjännitemuuntimelle 17, 20 josta saadaan kierrosnopeuteen verrannollinen jännite E, joka on tässä aikaisemmin esitetyn moottorin napajännitteen kaavassa esiintyvä moottorin kierroslukua vastaava generaattori jännite eli lähdejännite (ilman käämivirran tai kommu-taattorin epäideaalisuuksien aiheuttamaa poikkeamaa, kuiten-25 kin taajuusjännitemuuntimen skaalaamana). Taajuusjännite-muuntimesta saatava jännite viedään kompensointipiiriin 18, jossa puhaltimen epäideaalisuudet kompensoidaan vastaavalla tavalla kuin suomalaisessa patenttijulkaisussa 80606. Moottorin 4 virta mitataan ja tuodaan virtamittausvahvistimen 12 30 kautta vertailuvahvistimelle 19, jossa yhdistetään kompen-sointipiirin 18 ja virranmittausvahvistimen 12 lähdöt moot-' torin ohjausvirran synnyttämiseksi pulssinleveysmodulaatto rin 6 ja hakkuriteholähteen 5 kautta.

35 Aivan erityinen ominaisuus edellä kuvatuilla rakenteilla on se, että kierrosluku voidaan helposti mitata laitteen ulkopuolelta. Tämä ominaisuus on tarpeen analogisessa rakenne-muodossa. Siinä laitteen jälkikalibrointi ilman virtausmit- 8 100307 taria tapahtuu siten, että laitteeseen kiinnitetään kalib-rointikuristin tai -kuristimet, ja kierrosluku säädetään vastaamaan valmistajan virtausmittauslaitteistolla määräämää arvoa. Kapasitiivisen kierroslukumittauksen erityisetu syn-5 tyy siitä, että ilman erityistä järjestelyäkin mittausoskil-laattorin kenttä on käytettävissä ulkopuolisen kierroslukumittauksen tarpeisiin.

Eräs edullinen rakennemuoto on sellainen, jossa kierrosluku-10 mittari käsittää antennilevyt, edullisimmin muodoltaan oskillaattorin mittauslevyjä mukailevat levyt, jotka tuodaan puhallinlaitteen ulkokuoria vasten sekä näihin liitettyä vaihelukittua silmukkaa käyttävä taajuuspoikkeamat pulsseiksi muuntava piiri, joka voi olla samanlainen kuin puhallin-15 laitteessa oleva tavallinen taajuuslaskinpiiii. Käytännössä ainut edellytys ulkopuoliselle mittaukselle on, että laitteen kuoret eivät saa olla liian täydellisesti sähkökentiltä suojaavia esim. tiivistettyjä metallikuoria.

20 Digitaalisessa toteutustavassa voidaan jälkikalibrointi viedä vielä pidemmälle, jolloin ei tarvita edes erillistä kierroslukumittaria eikä muuta työkalua kuin ei myöskään ammattihenkilöä, vaan sen suorittaa edullisimmin käyttäjä itse. Tämä tapahtuu siten, että laitteen käyttäjä asettaa sen 25 mukana toimitetun kaiibrointikuristimen/-kuristimet suodattimen/ suodattimien tilalle ja käynnistää itsekalibroinnin. Koska laitteella on muistissaan kierroslukutieto yhdestä tai useammasta toimintapisteestä em. kuristimilla, mikrokontrollerin tarvitsee vain ajaa puhallin tälle tai näille kierros-30 luvuille ja mitata vastaavat moottorin virrat. Itsekalib- roinnissa näillä virta-arvoilla korvataan nyt vanhat vastaavat, ja mikrokontrolleri tallettaa ne pysyväismuistiinsa.

Tässä yhteydessä mikrokontrolleri saattaa myös edullisesti 35 tarkkailla näitä virta-arvoja ja erityisesti niiden vakavuutta tehdäkseen päätelmiä puhallinyksikön kunnosta ja an-.· taa varoituksen lähestyvästä vaihtotarpeesta ja vieläpä kieltäytyä toimimasta, jos puhallinyksikköä ei vaihdeta tai 11 9 100307 muuttaa toimintaperiaatteensa "tyhmäksi", jos puhallinyksik-kö on niin huonossa kunnossa, että virtausvastusta kompensoivan periaatteen mukainen toiminta vaarantuu.

5 Keksinnön mukaisen ratkaisun analogisessa toteutustavassa kierroslukutieto muutetaan jännitetiedoksi ja sen perusteella asetetaan moottorin virta. Lisäksi puhaltimen pyörimisestä voidaan saada tietoa muodostamalla anturityyppisten välineiden avulla puhaltimen pyörimistä kuvaava kierrosluku-10 pulssi. Pulssien määrään vaikuttaa pyörimisnopeuden lisäksi välineiden määrä siten, että yhdestä pyörimiskierroksesta voidaan saada esim. yksi pulssi, jos välineitä on yksi, tai kaksi pulssia, jos välineitä on kaksi. Kierroslukupulssien muodostamiseen on useita välineitä, joista mainittakoon va-15 lo-optinen haarukka tai heijastusanturi, magneettinen eli Hall-anturi, pulssikela ja kapasitiivinen anturi.

Kapasitiivisessa anturissa puhaltimen siipeen on sijoitettu johtava liuska, edullisimmin tarra tai painatus, ja puhal-20 linpesässä vastaavat liuskat ovat kytkettynä osaksi oskil-laattoripiiriä. Oskillaattoripiiri on puolestaan liitetty vaihelukittuun silmukkaan, joka toimii taajuuspoikkeamail-maisimena. Tällä tavalla syntyy kierroslukuanturi, joka on mekaanisesti yksinkertainen ja halpa valmistaa, epäherkkä 25 lialle eikä tarvitse läpivientiä puhallinpesään eikä siis synnytä tiivistysongelmaa.

Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan käyttää myös muissa hengityksensuojaimissa ja niiden kasvo-osissa.

Claims

100307

1. Menetelmä kaasunaamariin syötetyn ilmamäärän säätämiseksi kaasunaamarin läpi kulkevaa ilmavirtaa tehostavan pu-haltimen avulla, tunnettu siitä, että puhaltimen te- 5 hoa säädetään puhaltimen virran ja kierrosluvun perusteella.

2. Kaasunaamari, joka käsittää suodattimen, suodattimen läpi kulkevan ilman syöttöä tehostavan puhaltimen, puhal-linta käyttävän moottorin sekä toimintaa ohjaavan elektro- 10 niikkapiirin käyttökytkimineen ja ilmaisimir.ten, jossa syötettyä ilmamäärää säädetään kaasunaamarin läpi kulkevaa ilmavirtaa tehostavan puhaltimen avulla, tunnettu siitä, että se käsittää elektronisen säätöpiirin, joka säätää puhaltimen tehoa puhaltimen virran ja kierrosluvun pe-15 rusteella.

3. Gasmask enligt patentkrav 2, kännetecknad 35 av att den elektroniska reglerkretsen häller luftmängden konstant genom att reglera förhällandet hos pulsbredden i spänningen som verkar över motorn. 100307

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että elektroninen säätöpiiri pitää ilma-määrää vakiona säätämällä moottorin yli vaikuttavan jännit- 20 teen pulssileveyden suhdetta.

4. Gasmask enligt patentkrav 2 eller 3, känneteck n a d av att med en ljusdiod ansluten till styrkretsen detekteras när fläktens motor inte förmär alstra den valda luftmängden. 5

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että ohjauspiiriin liittyvällä valo-diodilla ilmaistaan, kun puhaltimen moottori ei pysty ai- 25 kaansaamaan valittua ilmamäärää.

5. Gasmask enligt patentkrav 4, kännetecknad av att för att förhindra djupurladdning av batteriet bryter bevakningskopplingen strömmen frän anordningen dä matarspän-ningen underskrider ett inställt gränsvärde. 10

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että pariston syväpurkautumisen estämiseksi vartiointikytkentä katkaisee laitteelta virran, kun 30 syöttöjännite alittaa asetetun raja-arvon.

6. Gasmask enligt patentkrav 2, 3, 4 eller 5, kanne -tecknad av att gasmasken som periferkomponenter inne-fattar kalibreringsspolar och en anordning för extern mät-ning av fläktbladets varvtal. 15

6. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4 tai 5 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että kaasunaamari käsittää oheiskomponentteina kaiibrointikuristimet ja laitteen puhal- 35 linsiiven kierrosluvun ulkopuolista mittaamista varten.

7. Gasmask enligt patentkrav 2, 3, 4 eller 5, kanne -tecknad av att gasmasken omfattar en elektronisk apparat för att överföra parameterdata till styrkretsen.

7. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4, tai 5 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että kaasunaamari käsittää 100307 elektronisen laitteen parametritietojen siirtämiseksi ohjainpiirille .

8. Gasmask enligt patentkrav 2, 3, 4, 5, 6 eller 7, kännetecknad av att data beträffande fläktens varvtal utnyttjas direkt, sä att varvtalet mäts och motor-strömmen bestäms pä basen av varvtalet. :· 25 9. Gasmask enligt patentkrav 2, 3, 4, 5, 7 eller 8, kännetecknad av att reglerkretsen kalibrerar sig själv dä kalibreringsspolarna fästats vid fläkten och reg-leranordningen ställts i kalibreringstillständ sä att reg-leranordningen styr fläkten till ett varvtal som motsvarar 30 det korrekta flödet med berörda fläkt.

8. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4, 5, 6 tai 7 mukainen kaasu-5 naamari, tunnettu siitä, että tietoa puhaltimen kierrosluvusta käytetään hyväksi suoraan siten, että kierrosluku mitataan ja moottorin virta määrätään kierrosluvun perusteella.

9. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4, 5, 7 tai 8 mukainen kaasu- naamari, tunnettu siitä, että säätöpiiri kalibroi itse itsensä, kun puhaltimeen on kiinnitetty kalibrointiku-ristimet ja säätölaite asetettu kalibrointitilaan siten, että säätölaite ajaa puhaltimen kierrosluvulle, joka vastaa 15 oikeaa virtausta kyseisellä puhaltimella.

10. Gasmask enligt patentkrav 9, kännetecknad av att styrkopplingen i gasmaskens fläkt omfattar en fläktrotor (1), 35. fläktens kapacitanselektroder (2), (3), fläktens motor (4), en SMPS (5), en pulsbreddmodulator (6), 100307 en mikrokontroller (7) , ett permanent minne (8), en spänningsreferens (9), en ackumulatoruppsättning (10), 5. ett kopplar- och bildskärmsblock (li), en strömmätningsförstärkare (12), en fasläst slinga (13), en oscillator (14), en strömmätningsshunt (15) samt 10 - ett flytblock (16) för styrsignalen sä att fläktens kapacitanselektroder (2), (3) kopplats tili fläktrotorn (l) sd att de via oscillatorn (14) och den faslästa slingan (13) ger information om fläktens varvtal 15 tili mikrokontrollerns (7) räknare, motorns (4) Ström mäts och förs via strömmätningsför-stärkaren (12) tili mikrokontrollerns A/D-omvandlare, mikrokontrollern (7) kalkylerar utgäende frän fläktens Ström och varvtal ett lämpligt strömvärde för motorn (4) och 20 ger en lampiig styrsignal till SMPS (5) via styrsignalens flytblock (16) och pulsbreddmodulatorn (6), SMPS (5) tar effekt ur ackumulatoruppsättningen (10), styr motorns strömtillförsel och ger styrdata för motorn (4) även tili mikrokontrollerns (7) A/D-omvandlare, 25. tili mikrokontrollern har anslutits ett permanent minne (8) , styrkopplingen omfattar även en spänningsreferens (9) för ackumulatoruppsättningen (10), ett kopplar- och skärm-bildsblock (11) för mikrokontrollern (7) samt en strömmät-30 ningsshunt (15) för motorn (4).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että kaasunaamarin puhaltimen ohjauskyt-kentä käsittää 20. puhallinroottorin (l) , puhaltimen kapasitanssielektrodit (2), (3), puhaltimen moottorin (4), hakkuritehonlähteen (5), pulssinleveysmodulaattorin (6), 25. mikrokontrollerin (7), haihtumattoman muistin (8), jännitereferenssin (9), akuston (10), kytkin- ja näyttölohkon (li), 30. virtamittausvahvistimen (12), vaihelukitun silmukan (13), oskillaattorin (14) , virranmittausshuntin (15) sekä ohjaussignaalin kellutuslohkon (16) , 35 siten, että puhaltimen kapasitanssielektrodit (2), (3) on kytketty puhallinroottoriin (l) siten, että ne antavat tiedon puhal- 100307 timen kierrosluvusta oskillaattorin (14) ja vaihelukitun silmukan (13) kautta mikrokontrollerin (7) laskurille, moottorin (4) virta mitataan ja tuodaan virtamittausvah-vistimen (12) kautta mikrokontrollerin A/D-muuntimelle, 5. mikrokontrolleri (7) laskee puhaltimen virran ja kier rosluvun perusteella sopivan virta-arvon moottorille (4) ja antaa sopivan ohjaussignaalin hakkuritehonlähteelle (5) ohjaussignaalin kellutuslohkon (16) ja pulssinleveysmodulaat-torin (6) kautta, 10. hakkuritehonlähde (5) ottaa tehon akustosta (10), ohjaa moottorin virransyöttöä ja antaa moottorin (4) ohjaustiedon myös mikrokontrollerin (7) A/D-muuntimelle, mikrokontrolleriin on liitetty haihtumaton muisti (8), ohjauskytkentä käsittää myös akuston (10) jänniterefe-15 renssin (9), mikrokontrollerin (7) kytkin- ja näyttölohkon (11) sekä moottorin (4) virranmittausshuntin (15).

11. Gasmask enligt patentkrav 10, kännetecknad av att det tili mikrokontrollern (7) anslutna permanenta läsminnet (8) bibehäller varvtalsdata som innehäller ka-35 libreringen. 100307

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että mikrokontrolleriin (7) liitetty haih- 20 tumaton lukumuisti (8) säilyttää kalibroinnin sisältävän kierroslukutiedon.

12. Gasmask enligt patentkrav 9, 10 eller 11, kanne -tecknad av att användaren själv aktiverar kalibre-ringen.

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että käyttäjä käynnistää kaiib- 25 roinnin itse.

13. Gasmask enligt patentkrav 9 eller 10, kanne - tecknad av att den omfattar en mikrokontroller, som (7) övervakar motorns (4) strömvärden och varnar for ett annalkande behov av utbyte.

13. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että se käsittää mikrokontrollerin, joka (7) tarkkailee moottorin (4) virta-arvoja ja antaa va- 30 roituksen lähestyvästä vaihtotarpeesta. ♦

14. Gasmask enligt patentkrav 9 eller 10, kanne - tecknad av att den omfattar en mikrokontroller (7), som övervakar motorns (4) strömvärden och vägrar att fungera ifall den felaktiga fläktenheten inte byts ut.

14. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että se käsittää mikrokontrollerin (7), joka tarkkailee moottorin (4) virta-arvoja ja kieltäy- 35 tyy toimimasta, jos vikaantunutta puhallinyksikköä ei vaihdeta. Il 100307

15. Gasmask enligt patentkrav 9 eller 10, kanne - tecknad av att den omfattar en mikrokontroller som (7) övervakar motorns (4) strömvärden och ändrar sin funk-tionsprincip om den felaktiga fläktenheten inte byts ut.

15. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että se käsittää mikrokontrollerin, joka (7) tarkkailee moottorin (4) virta-arvoja ja muuttaa toimintaperiaatteensa, jos vikaantunutta puhallinyksikköä ei 5 vaihdeta.

16. Gasmask enligt patentkrav 6 eller 8, k ä n n e - tecknad av att kalibreringen av reglerkretsen sker med användning av en varvtalsmätare och kalibreringsspolarna sä att regleranordningens strömkurva regleras, sä att fläk-tens varvtal ställs in pä ett värde som motsvarar det kor- 25 rekta flödet med berörda spolar.

16. Patenttivaatimuksen 6 tai 8 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että säätöpiirin kalibrointi tapahtuu käyttäen kierroslukumittaria ja kalibrointikuristimia 10 niin, että säätölaitteen virtakäyrää säädetään siten, että puhaltimen kierrosluku asettuu arvoon, joka vastaa oikeaa virtausta kyseisillä kuristimilla.

17. Gasmask enligt patentkrav 16, kännetecknad av att styrkopplingen utförts analogt sä att varvtalsdata omvandlas till spänning, och utgäende frän detta ställs mo- 30 torns Ström in.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kaasunaamari, t u n -15 n e t t u siitä, että ohjauskytkentä on toteutettu analogisesti siten, että kierroslukutieto muutetaan jännitteeksi ja sen perusteella asetetaan moottorin virta.

18. Gasmask enligt patentkrav 16 eller 17, kanne -tecknad avatt styrkopplingen för gasmaskens fläkt omfattar 35. en fläktrotor (1) , fläktens kapacitanselektroder (2), (3), fläktens motor (4), en SMPS (5), 100307 en pulsbreddmodulator (6), en ackumulatoruppsättning (10), en strömmätningsförstärkare (12) , en fasläst slinga (13), 5. en oscillator (14), en frekvensspänningsomvandlare (17), samt en kompensationskrets (18), Sei. att fläktens kapacitanselektroder (2, 3) kopplats tili 10 fläktrotorn (l) och elektrodernas (2, 3) utgäng kopplats via oscillatorn (14) tili den faslästa slingan (13), varvid ka-pacitanselektrodernas 3 kapacitansvariation fär oscillatorns (14) frekvens att fluktuera, varvid fluktuationen uttryeks med den faslästa slingan (13), 15. motorns (4) Ström mäts och förs via strömmätningsför- stärkaren (12) tili operationsförstärkaren (19), den fasiasta slingans (13) utgäng förs tili frekvens-spänningsomvandlaren (17), som ger en spanning (E) propor-tionerlig mot varvtalet, vilken förs tili kompensationskret-20 sen (18) för att kompensera fläktens imperfektion, och kom-pensationskretsens (18) utgäng förs tili referensförstärka-ren (19), där man pä basen av strömmätningsförstärkarens (12) och kompensationskretsens (18) utgäng bildar det lämp-liga strömvärdet för motorn (4) genom att styra SMPS (5) med 25 pulsbreddmodulatorn (6) och SMPS (5) tar effekten ur aekumulatoruppsättningen (10).

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen kaasunaamari, 20 tunnettu siitä, että kaasunaamarin puhaltimen ohja- uskytkentä käsittää puhallinroottorin (1) , puhaltimen kapasitanssielektrodit (2), (3), puhaltimen moottorin (4) , 25. hakkuritehonlähteen (5) , pulssinieveysmodulaattorin (6) , akuston (10), virtamittausvahvistimen (12), vaihelukitun silmukan (13), 30. oskillaattorin (14), taajuusjännitemuuntimen (17), sekä kompensointipiirin (18) , siten, että puhaltimen kapasitanssielektrodit (2), (3) on kytketty 35 puhallinroottoriin (1) ja elektrodien (2, 3) lähtö on kytketty oskillaattorin (14) kautta vaihelukitulle silmukalle • (13), jolloin kapasitanssielektrodien 3 kapasitanssivaihtelu 100307 saa oskillaattorin (14) taajuuden huojumaan joka huojunta ilmaistaan vaihelukitulla silmukalla (13), moottorin (4) virta mitataan ja tuodaan virtamittausvah-vistimen (12) kautta operaatiovahvistimelle (19), 5. vaihelukitun silmukan (13) lähtö viedään taajuusjännite- muuntimelle (17), josta saadaan kierrosnopeuteen verrannollinen jännite (E), joka viedään kompensointipiiriin (18) pu-haltimen epäideaalisuuksien kompensoimiseksi, ja kompensoin-tipiirin (18) lähtö viedään vertailuvahvistimelle (19), 10 jossa virtamittausvahvistimen (12) ja kompensointipiirin (18) lähdön perusteella muodostetaan sopiva virta-arvo moottorille (4) ohjaamalla hakkuritehonlähdettä (5) pulssinle-veysmodulaattorilla (6), ja hakkuritehonlähde (5) ottaa tehon akustosta (10). 15

19. Gasmask enligt patentkrav 16, 17 eller 18, kanne -tecknad av att vid kalibreringen av reglerkretsen 30 används varvtalsmätning baserad pä identifiering av dess läckfält.

19. Patenttivaatimuksen 16 ,17 tai I8muka.'i.en kaasunaamari, tunnettu siitä, että säätöpiirin kalibroinnissa käytetään sen hajakentän tunnistukseen perustuvaa kierros lukumit taus ta . 20

20. Gasmask enligt patentkrav 16, 17, 18 eller 19, k ä n -netecknad av att varvtalsmätaren omfattar antenn- 35 skivor samt en krets som driver den härtill anslutna fas-lästa slingan och omvandlar frekvensawikelser tili pulser. 100307

20. Patenttivaatimuksen 16, 17, 18 tai 19 mukainen kaasu-naamari, tunnettu siitä, että kierroslukumittari käsittää antennilevyt sekä näihin liitettyä vaihelukittua silmukkaa käyttävän taajuuspoikkeamat pulsseiksi muuntavan pii- . 25 rin.

21. Gasmask enligt patentkrav 20, kännetecknad av att varvtalsmätarens antennskivor har formen av skivor avpassade enligt oscillatorns mätskivor, och anbringas mot fläktapparatens yttre höljen. 5

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että kierroslukumittarin antennilevyt ovat muodoltaan oskillaattorin mittauslevyjä mukailevat levyt, 30 jotka tuodaan puhallinlaitteen ulkokuoria vasten.

22. Gasmask enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad av att den omfattar medel för att genere-ra en varvtalspuls som beskriver fläktens rotation.

22. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kaasu-naamari, tunnettu siitä, että se käsittää välineet puhaltimen pyörimistä kuvaavan kierroslukupulssin muodosta- 35 miseksi.

23. Gasmask enligt patentkrav 22, kännetecknad av att varvtalspulsen genereras med hjälp av en kapacitiv sensor.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen kaasunaamari, t u n - 100307 n e t t u siitä, että kierroslukupulssi muodostetaan kapa-sitiivisen anturin avulla.

24. Gasmask enligt patentkrav 23, kännetecknad 15 av att i den kapacitiva sensorn har ett ledande band place-rats pä fläktbladet, och i fläktkroppen har motsvarande band integrerats i oscillatorkretsen, som anslutits tili den fasldsta slingan som fungerar som frekvensavvikelsedetektor.

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen kaasunaamari, t u n - 5. e t t u siitä, että kapasitiivisessa anturissa puhaltimen siipeen on sijoitettu johtava liuska, ja puhallinpesässä vastaavat liuskat kytkettynä osaksi oskillaattoripiiriä, joka on liitetty taajuuspoikkeamailmaisimena toimivaan vaihe-lukittuun silmukkaan. 10

25. Gasmask enligt patentkrav 23, kännetecknad av att det ledande bandet pä den kapacitiva sensorns fläkt-blad är en dekal.

25. Patenttivaatimuksen 23 mukainen kaasunaamari, tunnettu siitä, että kapasitiivisen anturin puhaltimen siiven johtava liuskana on tarra.

26. Patenttivaatimuksen 23 mukainen kaasunaamari, tun nettu siitä, että kapasitiivisen anturin puhaltimen siiven johtava liuskana on painatus. 20 1. Förfarande för att reglera luftmängden inmatad i en gasmask med hjälp av en fläkt som effektiverar luftflödet genom gasmasken, kännetecknat av att fläktens effekt regleras pä basen av fläktens Ström och varvtal. ·.· 25 2. Gasmask omfattande ett filter, en fläkt som effekti verar lufttillförseln genom filtret, en motor som driver fläkten, samt en elektronikkrets inklusive driftkopplare och detektorer för att styra funktionen, varvid den tillförda luftmängden regleras med hjälp av fläkten som effektiverar 30 luftflödet genom gasmasken, kännetecknad av att : den omfattar en elektronisk reglerkrets, som reglerar fläk tens effekt pä basen av fläktens Ström och varvtal.

26. Gasmask enligt patentkrav 23, kännetecknad 25 av att det ledande bandet pä den kapacitiva sensorns fläkt-blad är ett tryck. ti