JP2000507121A - 呼吸装置の作動性を調査するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 システムは例えば自立型呼吸装置などの呼吸装置（１６）中の電気ベース部品（１０，１４，１７，１９）の作動性を調査する。システムは情報伝達できるように電気ベース部品（１０，１４，１７，１９）と連結されたマイクロプロセッサー（７）を含む。呼吸装置の電源が入った後、マイクロプロセッサー（７）は電気ベース部品（１０，１４，１７，１９）から特定の部品の作動状態を示す信号を受け取る。もし信号がマイクロプロセッサー（７）によって受け取られない又は信号が予め決められたしきい値から逸れるならば、前記電気ベース部品（１０，１４，１７，１９）が正確に機能していない。その場合、欠陥の可視表示が呼吸装置（１６）の使用者に与えられる。加えて、システムはマイクロプロセッサー（７）自身が機能不全であるかどうかの可視表示を与える。また呼吸装置（１６）中の電気ベース部品（１０，１４，１７，１９）の作動性を調査するための方法も与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 呼吸装置の作動性を調査するための方法及びシステム 発明の分野 本発明は、例えばダイバー、消防士又は危険材料を取り扱う人によって使用さ れる呼吸装置に関する。特に、本発明は本発明の配線された実施例の電流又は光 を伝導するコンジットを含む、電気、電子、電気機械又は光電子部品が呼吸装置 中で正しく作動しているかどうかを調査し、部品のどれかが機能不全の場合に欠 陥警告を表示するための方法及びシステムに関する。 発明の背景 自立型呼吸装置(Self-Contained Breathing Apparatus)（ＳＣＢＡ）などの呼 吸装置は主としてダイバー、消防士又は危険材料を取り扱う人によって呼吸でき ない環境に入る前に着用される。半導体配置密度のかなりの増大及びそれに伴う 多くの装置の小型化により、電気及び電子ベース部品は、幾つかの米国特許に開 示されるように、そのような呼吸装置において広く使用されてきた。 例えば、Gray等の米国特許第５０９７８２６号はタンク内の圧力レベルを監視 するための自立型呼吸装置用圧力監視装置に関する。その装置はとりわけ電気変 換器、信号比較器、発光ダイオード、電圧分圧器、緩衝発振器、液体インターフ ェース、差動入力増幅器などの電気ベース部品を含む。 他の例であるStumberg等の米国特許第５１５７３７８号には、消防士の呼吸装 置に連結された監視及び警告システムが開示されている。このシステム中の幾つ かの電気ベース部品は、消防士の周辺温度及び動きをそれぞれ監視するための温 度検知器及び動作検出器（水銀又は圧電スイッチなど）を含む。これらの部品は 可聴警告を起動するための圧電ブザーだけでなく、マイクロプロセッサーにも接 続される。 呼吸装置中の電気ベース装置のこの広範囲に及ぶ使用の結果、呼吸装置製造中 にこれら電気ベース装置を検査することは極めて重要である。しかし呼吸装置が 製造工場を出た後で、呼吸装置に使用された電流又は光を伝導するコンジットを 含む電気、電子、電気機械又は光電子部品が完全に作動し欠陥がないことを調査 することは絶対的に危険なことである。電気ベース部品は船積み中に、又は呼吸 装置が例えば危険な高温状況において消防士によって使用された後に損傷を受け るかもしれない。従って、使用者は実際の使用後に呼吸装置中の電気ベース部品 の動作調査を行う必要があるかもしれない。或いは、使用者は前回の使用によっ て電気ベース部品が損傷を受けてないか又はそれらの特性が変わってないかを確 かめるために呼吸のできない環境に入る前に動作調査を行う必要があるかもしれ ない。もし呼吸装置が定期的に又は長い間使用されていない場合、このことは特 に当てはまる。 従って、電気、電子、電気機械又は光電子部品の作動性を調査し、これらの部 品のどれかが故障している場合又は予め決められた仕様に従って機能しない場合 に欠陥警告を表示するための方法及びシステムに対する差し迫った要求がある。 発明の目的 従って本発明の目的は呼吸装置中の電気ベース部品の作動性を調査するための 手段を提供することである。 本発明の他の目的は少なくとも一つの電気ベース部品が機能不全の場合に欠陥 警告表示を与えることである。 更に本発明の他の目的は、使用者によるいかなる行動も要求されずにすべての 電気ベース部品の動作調査を素早く、自動的に開始することである。 発明の概要 これらの及び他の目的、特徴及び利点は呼吸装置中の少なくとも一つの電気ベ ース部品の正しい作動性を調査するためのシステムによって達成される。主とし て呼吸装置は出口開口に弁が付いた高圧ガス容器、減圧調節器経由で高圧ガス容 器に接続された呼吸マスク、及び幾つかの電気ベース部品を含む。本発明におけ るシステムは表示手段及び処理手段を含む。処理手段は情報伝達ができるように 少なくとも一つの電気ベース部品と表示手段に連結される。処理手段を含む呼吸 装置が、例えば弁の開口上のスイッチ又は他の手段に影響を与えることによって 起動される時、処理手段は少なくとも一つの電気ベース部品から状態信号を受け 取る。もし状態信号が受け取られなければ、表示手段は少なくとも一つの電気ベ ース部品が正しく機能してないという可視警告表示を与えるために処理手段によ って制御される。 本発明の一つの実施例において、表示手段は少なくとも一つの電気ベース部品 が正しく機能してないという可視警告表示を与えることができる。 本発明の他の実施例において、表示手段は少なくとも一つの電気ベース部品が 正しく機能してないという可視警告表示を与えるために動かない又は点滅する（ 即ち一時的についたり消えたりする）。 本発明の更なる他の実施例において、表示手段は少なくとも一つの電気ベース 部品が正しく機能してないという可聴警告表示を与えることができる。 更に本発明の他の実施例において、表示手段は少なくとも一つの電気ベース部 品が正しく機能してないという機械的警告表示（例えば振動）を与えることがで きる。 図面の簡単な説明 上述の本発明、及び本発明の追加の実施例、態様及び特徴は、本発明の一実施 例による呼吸装置中の少なくとも一つの電気ベース部品の作動性を調査するため のシステムのブロック図を示す添付図面と組み合わせて考慮される時、明白にな り、更にはっきりと理解されるであろう。 好適な実施例の説明 図によると、呼吸装置１６は通常呼吸ガスが入ったガスシリンダー又はガス容 器１であるガス貯蔵器を含む。呼吸ガスは、容器が満タンの時、通常３００バー ルの圧力下で少なくとも２０％容量の酸素及び不活性ガス（例えば窒素又はヘリ ウムなど）を典型的に含む酸素含有ガス又は空気を含んでもよい。ガス容器１は 弁２が装着される出口開口を含む。ガス容器１は弁２を通じて第１圧力調節器４ に接続される。ライン３は第１圧力調節器４から呼吸マスク６のすぐ上流に位置 する第２圧力調節器５へ延びる。 第１圧力調節器４は第１圧力調節器４の下流のライン３においてガス容器内を 典型的には約７バールまで減圧するために調節される。第２圧力調節器５は呼吸 マスク６へ渡すガスの圧力を約２５ｍｍ水柱の圧力、つまり呼吸マスク６での使 用に適した圧力まで更に減らす。着用者が呼吸するにつれ、マスク内の圧力が呼 吸段階中にこの弁の周りで振動し、これにより絶えず高圧を維持する。第２圧力 調節器５は通常、マスク着用前に閉められ、着用者が初めて吸い込む時に生じる 圧力の減少によって開けられる条件制御された調節器である。マスク６内の相対 圧力が予め決められた値より下がる時、第２圧力調節器５が開けられる。 更に、図は位置１２、即ち弁２と第１圧力調節器４の間で圧力に反応する圧力 感知器１０を示す。圧力感知器１０は位置１２において圧力を測定し、ライン８ 経由でマイクロプロセッサー７に接続される。ライン９はマイクロプロセッサー ７から表示器１１へ延びる。この具体例において表示器１１は呼吸マスク６内に 取り付けられ、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の光学装置などの少なくとも一 つの表示装置を含む。好ましくは、少なくとも一つの表示装置は動作検査におい て調査される各機能のために与えられる。使用者は呼吸マスク６に与えられた表 示器１１を、好ましくはマスク６が着用された時及び外された時の両方において 見ることができ、使用者の近くの他の人も見ることができる。 第２圧力調節器５とマスク６を接続するガス管は第２圧力調節器５によって減 らされたガス圧力を監視する低圧感知器１９を含む。低圧感知器１９はライン２ ０経由でマイクロプロセッサー７に接続される。 呼吸マスク６は、好ましくはライン１５経由でマイクロプロセッサー７に接続 された差圧計量器１４も与えられる。測定された差圧はマスク６を着けた使用者 又は使用者の近くの他の人のいずれかが見ることができる表示器１１によって表 示される。 より複雑なコンピューターシステムであってもかまわないマイクロプロセッサ ー７はライン１８経由で個人警報安全システム(Personal Alert Safety System) （ＰＡＳＳ）ユニット１７に接続される。起動される時、ＰＡＳＳユニット１７ は呼吸装置１６を着用した使用者の動きを表示する。もしＰＡＳＳユニット１７ が予め決められた時間間隔中に使用者によるいずれの動きも感知しないならば、 ＰＡＳＳユニット１７は使用者が動かないこと及び遭難したかもしれないことを 表示するための警告信号を与える。 ライン８，９，１５，１８及び２０はマイクロプロセッサー７が圧力感知器１ ０、表示器１１、差圧計量器１４、ＰＡＳＳユニット１７、及び低圧感知器１９ のそれぞれと情報伝達するために、公知のワイヤレス情報伝達手段を使用しても かまわない場合には不要である。 呼吸装置１６中の電気ベース部品の動作を調査するために、好ましくはマイク ロプロセッサー７に位置するスイッチが圧力感知器１０、表示器１１、差圧計量 器１４、ＰＡＳＳユニット１７、及び低圧感知器１９などの他の電気ベース部品 だけでなく呼吸装置１６及びマイクロプロセッサー７も起動する。電源が入ると すぐに、上述の各電気ベース部品はそれぞれのライン経由でマイクロプロセッサ ー７へ信号を送る。この信号は対応する電気ベース部品の電源が入ったこと及び 電気ベース部品が正しく機能していることを表示する。又この信号は圧力感知器 １０、表示器１１、差圧計量器１４、ＰＡＳＳユニット１７、及び低圧感知器１ ９のそれぞれとマイクロプロセッサー７を接続するライン８，９，１５，１８及 び２０などの電流伝導コンジットにおいて故障がないことを確認する。この実施 例において電気ベース部品の動作の調査を装置１６の使用中のみならず使用前に も行うことができる。 スイッチによって呼吸装置１６を起動しないで、ガス圧力を開始し高圧ガス容 器１からガスを流し始めるために弁２を開けることによって前記装置を起動する ことができる。これは圧力感知器１０、表示器１１、差圧計量器１４、ＰＡＳＳ ユニット１７、及び低圧感知器１９などの他の電気ベース部品だけでなく呼吸装 置１６及びマイクロプロセッサー７も起動する。 マイクロプロセッサー７は電気ベース部品が正しく機能していることを確認す る信号を受け取るとすぐに、信号を表示器１１に送る。表示器１１は、好ましく はすべての電気ベース部品が正しく機能しているという可視表示を与えるために 個々のＬＥＤをつける。すでに述べたように、好ましくは各ＬＥＤは一つの電気 ベース部品の動作状態に対応する。 もしマイクロプロセッサー７が電気ベース部品からの信号を受け取らないなら ば、表示器１１が動かない、即ちつかない。或いは、もし信号が受け取られない ならば、表示器１１が一時的についたり消えたりしてもよい、即ち点滅してもよ い。例えば、もし電源が入った後すぐに圧力感知器１０がマイクロプロセッサー ７へ信号を送らないならば、マイクロプロセッサー７が動かない、即ち表示器１ １をつけたり点滅したりしない。これは機能不全が少なくとも一つの電気ベース 部品又は電流伝導コンジットで生じたことを使用者に知らせる。 或いは、本発明の他の実施例において、もし電気ベース部品が正しく機能して いることを確認する信号をマイクロプロセッサー７が受け取らないならば、表示 器１１が作動される。これは少なくとも一つの電気ベース部品又は電流伝導コン ジットが正しく機能してないという可視警告表示を与える。 本発明の他の実施例において、電源が入った後マイクロプロセッサー７は呼吸 装置１６の起動後、電気ベース部品のそれぞれに検査信号を送る。検査信号が、 例えば圧力感知器１０、表示器１１、差圧計量器１４、ＰＡＳＳユニット１７、 及び低圧感知器１９によって個々に受け取られた後、状態信号がこれら電気ベー ス部品のそれぞれからマイクロプロセッサー７へ送られる。もし状態信号が電気 ベース部品のどれからも受け取られないならば、表示器１１、好ましくは一つの ＬＥＤが動かない、即ちついたり点滅したりしない。これは少なくとも一つの電 気ベース部品が正しく機能してないという可視警告表示を与える。或いは、もし なくとも一つの電気ベース部品が正しく機能してないということを可視的に表示 するための状態信号が少なくとも一つの電気ベース部品から受け取られないなら ば、表示器１１、好ましくは一つのＬＥＤがつかなくてもよい。 これに対して、もしマイクロプロセッサー７が状態信号を受け取るならば、信 号はディジタル表現に変えられる。状態信号のディジタル表現は電気ベース部品 の正しい動作に対応する予め決められた記憶されたしきい値表現と比較される。 もし状態信号のディジタル表現が予め決められた記憶されたしきい値表現と異な るならば、表示器１１、好ましくは一つのＬＥＤが動かない、即ち点滅したり、 ついたりしない。或いは、もし状態信号のディジタル表現が予め決められた記憶 されたしきい値表現と異なるならば、表示器１１、好ましくは一つのＬＥＤが動 作されてもよい、即ちついてもよい。両方の選択肢は少なくとも一つの電気ベー ス部品が正しく機能していないという可視警告表示を与える。 本発明の他の態様はマイクロプロセッサー７が機能不全であるかどうかを表示 する表示器１１中のＬＥＤを含む。もしマイクロプロセッサー７が機能しないな らば、表示器１１においてマイクロプロセッサー７の動作状態に対応するＬＥＤ がつくだろう。或いは、この実施例において、上述の例のようにもしマイクロプ ロセッサー７が機能しないならば、ＬＥＤが動かなくても、点滅しなくてもよい 。 本発明は呼吸装置１６に取り付けられた伝達装置２１も含む。送信機２１は離 れた位置にある制御ステーション２２の受信機へ少なくとも一つの信号を送るた めに制御される。信号は呼吸装置１６中の電気ベース部品の動作状態の状況（即 ち本発明の上述に従って電気ベース部品が調査された後、電気ベース部品が正し く機能しているか）を制御ステーション２２へ知らせる。 呼吸装置１６が既に例示した実施例において述べられたものに加えて、他の電 気、電子、電気機械又は光電子部品を含んでもよいことは、もちろん理解される 。また予め決められた記憶されたしきい値表現が一つの値又は少なくとも二つの 値の間の範囲であってもよいことは理解される。 更に可聴表示の場合表示器１１をマスク６の近くに置かなくてもよく、装置の どこにでも置くことができることは理解される。更に、機械的表示の場合、振動 装置をマスク６から離して置くことができ、又マスクを振動させるためにマスク に置くこともできる。 当業者は記述された特定の実施例を本発明の範疇から外れることなしに変更す ることができ、従って請求の範囲はそのような変更及びそれと同等のものを含む と解釈されることが意図される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 呼吸装置の正しい機能を確認し表示する方法において、呼吸装置が呼吸に 適しているガスを使用者に供給する手段、少なくとも一つの電気部品、少なくと も一つの電気部品に接続されたプロセッサー、及びプロセッサーに接続された少 なくとも一つの状態表示器を含み、次の工程を含む方法： −検査信号をプロセッサーで生成する； −少なくとも一つの電気部品へ検査信号を送る； −検査信号に対する反応を少なくとも一つの電気部品で生成する； −プロセッサーに反応を伝達する； −少なくとも一つの電気部品の正しい機能に対応する予め決められた反応を少な くとも一つの電気部品の状態を決定するためのプロセッサーで比較する； −少なくとも一つの電気部品の正しい又は誤った機能に対応する出力信号をプロ セッサーで生成する； −状態表示器に出力信号を伝達する；及び −少なくとも一つの電気部品の正しい又は誤った機能を表示するために状態信号 を状態表示器で生成する。 2. 次の工程のうち少なくとも一つを実行できない場合に少なくとも一つの電 気部品の誤った機能の表示を行うことを特徴とする請求の範囲１に記載の方法： −検査信号をプロセッサーで生成する； −少なくとも一つの電気部品へ検査信号を送る； −検査信号に対する反応を少なくとも一つの電気部品で生成する； −プロセッサーに反応を伝達する； −少なくとも一つの電気部品の正しい機能に対応する予め決められた反応を少な くとも一つの電気部品の状態を決定するためのプロセッサーで比較する； −少なくとも一つの電気部品の正しい又は誤った機能に対応する出力信号をプロ セッサーで生成する； −状態表示器に出力信号を伝達する。 3. 前記確認又は表示が呼吸装置中の電気部分の起動によって開始されること を特徴とする請求の範囲１に記載の方法。 4. 前記電気部分が起動している時はいつでも前記確認又は表示が断続的に実 行されることを特徴とする請求の範囲３に記載の方法。 5. 前記確認又は表示が少なくとも一秒毎に実行されることを特徴とする請求 の範囲４に記載の方法。 6. 前記状態表示が可視表示であることを特徴とする請求の範囲１〜５のいず れか一つに記載の方法。 7. 前記状態表示が可聴表示であることを特徴とする請求の範囲１〜５のいず れか一つに記載の方法。 8. 前記状態表示が機械的表示、例えば振動であることを特徴とする請求の範 囲１〜５のいずれか一つに記載の方法。 9.前記状態表示が離れた位置にある制御ステーションの受信機へ伝達されるこ とを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれか一つに記載の方法。 10．少なくとも一つの電気ベース部品（１０，１４，１７，１９）を含む呼吸 装置中の少なくとも一つの電気ベース部品の作動性を調査するためのシステムで あって、それが −前記呼吸装置（１６）が起動している時に検査信号を生成して送り、状態信号 を受け取るために少なくとも一つの前記電気ベース部品（１０，１４，１７，１ ９）と情報伝達できるように連結された処理手段（７）；及び −前記の少なくとも一つの電気ベースの部品（１０，１４，１７，１９）の作動 性の表示を与えるために前記処理手段（７）と情報伝達できるように連結された 表示手段（１１）を含み： 前記処理手段（７）は少なくとも一つの電気ベース（１０，１４，１７，１９） 部品がそれぞれ正しく機能している又はしていないという前記表示を与えるため に前記表示手段（１１）を制御することを特徴とするシステム。 11．前記システムが前記処理手段（７）と情報伝達できるように連結された送 信機（２１）及び受信ステーション（２２）を含み、前記送信機（２１）は受信 ステーションに表示を伝達することを特徴とする請求の範囲１０に記載のシステ ム。 12．表示手段（１１）が可視表示手段であることを特徴とする請求の範囲１０ 又は１１に記載のシステム。 13．表示手段（１１）が可聴表示手段であることを特徴とする請求の範囲１０ 又は１１に記載のシステム。 14．表示手段（１１）が機械的表示手段であることを特徴とする請求の範囲１ ０又は１１に記載のシステム。