KR102125879B1 - 자급식 호흡장치 모니터링 시스템 및 자급식 호흡장치 상태 판단 방법 - Google Patents

자급식 호흡장치 모니터링 시스템 및 자급식 호흡장치 상태 판단 방법 Download PDF

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Abstract

자급식 호흡장치 모니터링 시스템 및 자급식 호흡장치 상태 판단 방법을 개시한다. 실시예에 따른 자급식 호흡장치 모니터링 시스템은 자급식 호흡장치를 장착한 사용자의 들숨으로 산소를 공급하고 사용자에 의해 배출되는 날숨을 수집하여, 날숨에 포함된 이산화 탄소와 수분을 제거하고, 산소를 배합하는 자급식 호흡장치; 자급식 호흡장치와 통신하며, 자급식 호흡장치의 산소 잔여량, 배터리 잔여량, 자급식호흡장치의 동작가능시간을 포함하는 호흡장치상태정보를 산출하고, 산출된 호흡장치상태정보를 자급식 호흡장치로 전달하는 모니터링 서버; 및 자급식 호흡장치 및 모니터링 서버와 통신하고, 모니터링 서버로부터 전송된 호흡장치상태정보를 출력하여 사용자에게 알리는 스마트 단말; 을 포함한다.

Description

자급식 호흡장치 모니터링 시스템 및 자급식 호흡장치 상태 판단 방법 {SYSTEM FOR MONITORING SELF-CONTAINED BREATHING APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING BREATHING APPARATUS CONDITION}
본 개시는 자급식 호흡장치 모니터링 시스템에 관한 것으로 구체적으로, 자급식 호흡장치의 산소와 이산화탄소 공급량을 파악하고, 위험상황으로 판단되는 경우, 이를 호흡장치 사용자에게 알리는 자급식 호흡장치 모니터링 시스템 및 자급식 호흡장치 상태 판단 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
자급식 호흡기구(self-contained breathing apparatus, SCBA)는 유해 가스를 동반하는 핵폐기물 노출지역, 용접 작업현장 및 재난 화재 현장 등에서 질식의 위험으로부터 작업자의 인명 피해를 최소화하기 위해 사용되는 장치이다.
SCBA는 CABA(compressed air breathing apparatus) 혹은 간단히 BA (breathing apparatus)라고도 불리며, 이때 BA 즉 '호흡기구'는 공기 중 유독 물질을 단순 여과하는 기구가 아니라 작업자가 정상적으로 호흡할 수 있도록 공기 혹은 산소를 작업자에게 공급하는 장치이다. 자급식으로 산소를 공급한다는 것은, 원거리에서 관을 통해 공기를 공급받는 방식이 아니라 장비 내에서 스스로 공기를 생성하는 방식을 말한다. 하지만 종래의 공기호흡기는 순수 기계식 구조로 구성되어 있어 매우 무겁고 사용시간이 짧을 뿐만 아니라, 고가이기 때문에 유해가스 발생, 피폭 작업장 등에서 일반 작업자들이 사용하기 어렵다.
119 소방대원용으로 사용되고 있는 종래의 SCBA를 나타낸 도 1을 참조하면, 종래의 SCBA는 마스크와 산소통으로 구성되어 있는데, 대략 13㎏ 정도의 무게로 인해 원활한 구조 작업이 어렵게 하고, 일반적으로 60분 정도의 연속 사용 밖에 보장하지 못하는 단점이 있다. 또한 호흡 산소의 농도 제어 기능이 포함되지 않아 사용자에게 공급되어 호흡하는 산소의 농도를 파악할 수 없고, 센서 네트워크 기능을 지원하지 않고 SCBA 단독으로만 동작하기 때문에 다양한 스마트 기기 혹은 중앙관제센터와의 통신이 불가능하다.
1. 한국 특허등록 제10-1549684호(2015.08.27) 2. 한국 특허등록 제10-0574787호(2006.04.21)
IoT(internet of things) 플랫폼 기반의 자급식 호흡장치 모니터링 시스템 및 자급식 호흡장치 상태 판단 방법을 제공한다. 실시예에서는 IoT 플랫폼을 활용하여 자급식 호흡장치 및 주위 공간에 부착된 다양한 센서를 활용하여 자급식 호흡장치 착용자의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 한다.
전자 제어를 통하여 사용자의 호흡산소 농도를 일정하게 유지하고, 산소탱크를 경량화하며, IoT 플랫폼을 활용하여 사용자의 웨어러블 디바이스 및 중앙관제센터와의 네트워크를 구축할 수 있는 자급식 호흡장치를 제공한다.
실시예에 따른 자급식 호흡장치 모니터링 시스템은 자급식 호흡장치를 장착한 사용자의 들숨으로 산소를 공급하고 사용자에 의해 배출되는 날숨을 수집하여, 날숨에 포함된 이산화 탄소와 수분을 제거하고, 산소를 배합하는 자급식 호흡장치; 자급식 호흡장치와 통신하며, 자급식 호흡장치의 산소 잔여량, 배터리 잔여량, 자급식호흡장치의 동작가능시간을 포함하는 호흡장치상태정보를 산출하고, 산출된 호흡장치상태정보를 자급식 호흡장치로 전달하는 모니터링 서버; 및 자급식 호흡장치 및 모니터링 서버와 통신하고, 모니터링 서버로부터 전송된 호흡장치상태정보를 출력하여 사용자에게 알리는 스마트 단말; 을 포함한다.
다른 실시예에 따른, 자급식 호흡장치 모니터링 시스템에서의 호흡장치 상태 판단 방법에 있어서, (A) 자급식 호흡장치의 산소배합모듈과 연결된 압력센서와 배터리센서 각각에서 산소충전압력과 배터리 잔량을 감지하는 단계; (B) 자급식 호흡장치의 산소 배합모듈 및 들숨공급 모듈과 연결된 산소비율감지센서에서 사용자에게 공급되는 공기의 산소비율을 감지하는 단계; (C) 자급식 호흡장치의 들숨공급모듈 입구 측에 구비된 이산화탄소 측정 제1센서, 출구측에 구비된 이산화탄소 측정 제2센서 각각에서 감지된 이산화탄소 배합비율에 따라 이산화탄소 제거율을 산출하는 단계; (D) 감지된 산소충전압력, 배터리 잔량, 들숨에 포함된 산소배합비율, 이산화탄소 제거율에 따라 위험상황으로 판단하는 단계; 및 (E) 위험상황으로 판단되는 경우, 경고 신호를 모니터링 서버와 스마트 단말로 전송하고, 자급식 모니터링 장치에서 위험신호를 출력하는 단계; 를 포함한다.
자급식 호흡장치 모니터링 시스템을 통해 사용자에게 작업 환경에 대한 상황 정보 및 호흡장치의 상태정보를 효과적으로 전달함으로써, 산업 현장에서의 안전한 작업 및 재난 현장에서의 효과적인 구조를 가능하게 한다. 사용자의 호흡산소 농도를 일정하게 유지하여 사용 시간을 증대하고 산소탱크를 경량화하며, 사용 편의성을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 SCBA를 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 자급식 호흡장치 모니터링 시스템을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100) 및 모니터링 서버(200)의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 4는 자급식 호흡장치의 구성 설계도
도 5는 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100)의 전자제어회로를 나타낸 도면
도 6은 실시예에 따른 자급식 호흡장치의 배터리팩 구성을 나타낸 도면
도 7은 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100)의 기기상태정보 판단을 위한 데이터 처리흐름을 나타낸 도면
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 실시예에 따른 자급식 호흡장치 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 자급식 호흡장치 모니터링 시스템은 자급식 호흡장치(100), 모니터링서버(200) 및 스마트 단말(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
자급식 호흡장치(100)는 재난지역에서 구조활동을 하는 소방대원, 구조요원 등의 사용자가 장착하는 호흡장치로서, 자급식 호흡장치를 장착한 사용자의 들숨으로 산소를 공급하고 사용자에 의해 배출되는 날숨을 수집하여, 날숨에 포함된 이산화 탄소와 수분을 제거하고, 산소를 배합하는 장치이다. 실시예에서 자급식 호흡장치는 재난지역(작업장1, 작업장2………작업장 N)의 무선통신 접속망을 통해 모니터링 서버(200) 및 다른 자급식 호흡장치와 통신할 수 있다.
모니터링 서버(200)는 자급식 호흡장치와 통신하며, 자급식 호흡장치의 호흡장치상태정보를 산출한다. 실시예에서 호흡장치 상태정보에는 산소 잔여량, 배터리 잔여량, 자급식호흡장치의 동작가능시간 등 호흡장치의 안전한 사용을 위해 사용자가 알아야 하는 기기 상태 정보가 포함될 수 있다.
스마트 단말(300)은 사용자가 장착한 자급식 호흡장치 및 모니터링 서버와 통신하고, 모니터링 서버 또는 자급식 호흡장치 로부터 전송된 호흡장치상태정보를 출력하여 사용자에게 알린다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 자급식 산소 공급 장치 모니터링 시스템은 IoT기반의 WAP(wireless access point) 무선접속기능과 복수개의 산소공급장치를 관리하는 안전관리자 프로그램을 제공하고, 많은 작업자가 자급식 산소 공급장치 및 모니터링 시스템을 이용할 수 있도록 한다. 예컨대, 복수개의 작업장은 작업장1 내지 작업장 N (예컨대, N=225)로 구성될 수 있고 각각의 작업장에서 구조, 탐사, 관리검사 등의 작업을 수행하는 1 내지 255명 (작업자1, 작업자 2………작업자N)의 작업자가 자급식 산소 공급 장치와 모니터링 시스템을 사용할 수 있도록 한다.
안전관리실에서 감시하는 모니터링 서버(200)는 WAP 무선접속으로 작업자의 위치, 호흡가능시간, 호흡산소비율, CO2제거비율, 산소압력 등의 정보를 받아 이를 자동으로 분석하고 문제가 발생할 경우 작업자에게 통보한다.
도 3은 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100) 및 모니터링 서버(200)의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이고, 도 4는 자급식 호흡장치의 구성 설계도이다.
도 3을 참조하면, 자급식 호흡장치(100)은 마우스피스(110), 산소배합모듈(120), 들숨공급모듈(130), 산소압력조절모듈(160), 제어모듈(150) 및 통신모듈(160)을 포함하여 구성될 수 있고, 모니터링 서버(200)는 상태판단모듈(230) 및 통신모듈(250)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.
마우스피스(110)는 자급식 호흡장치 사용자의 날숨을 수집하고, 사용자에게 산소를 공급한다.
날숨수집모듈(120)은 마우스피스(110)와 연결되어, 사용자로부터 날숨을 수집하고, 이산화탄소 및 수분제거모듈(130)에서는 수집된 날숨에서 이산화탄소 및 수분을 제거한다. 실시예에서는 이산화탄소 및 수분제거모듈(130)의 입구 측과 출구 측에는 이산화탄소 측정 센서(S2, S3, 이산화탄소 측정 제1센서, 이산화탄소 측정 제2센서)가 설치되어, 두 센서에서 측정된 이산화탄소 량으로 이산화탄소의 제거비율을 산출할 수 있다. 구체적으로, 사용자 날숨이 입력되는 날숨수집모듈(130)의 입구 측에 구비된 이산화탄소 측정 제1센서(S2)와 상기 날숨이 배출되는 날숨수집모듈의 출구 측에 구비된 제2이산화탄소 측정센서(S3)로부터 센싱된 이산화탄소 배합 비율을 비교하여, 비교결과에 따라 이산화탄소 제거율이 일정비율이상인지 판단한다.
실시예에서는 이산화탄소 제거비율을 산출하여, 사용자 날숨에서의 이산화탄소 제거율이 일정비율 이상을 유지하는지 모니터링 할 수 있다.
산소배합모듈(140)은 날숨수집모듈로부터 전달된 날숨에 산소를 배합한다. 이때, 산소압력조절모듈(160)에 설치된 압력센서(P1)에서 측정된 산소 압력 수치를 통해, 들숨에 배합할 산소량을 결정할 수 있다. 산소배합모듈(140)에서 산소가 배합된 날숨은 들숨공급모듈(150)로 전달된다.
들숨공급모듈(150)은 산소가 배합된 날숨을 마우스피스(110)로 전달하여 사용자에게 공급한다. 이때, 산소센서(S1)는 들숨공급모듈로 전달되는 공기에 포함된 산소비율을 센싱하고 산소비율이 20%~25%를 만족하면 정상신호가 출력되도록 한다. 사용자의 들숨에 산소 배합 비율이 25% 미만인 경우, 산소공급밸브를 열어 사용자에게 산소를 공급하도록 한다.
들숨공급모듈(150)은 마우스피스(110)로 산소가 배합된 날숨을 공급한다.
실시예에 따른 자급식 호흡장치(100)는 도 2에 도시된 이산화탄소 감지 센서(S2, S3), 산소센서(S1), 압력센서(P1)외에 자급식 호흡장치(100)의 산소 잔여량을 감지하는 산소량감지센서, 날숨에서 이산화탄소 및 수분량을 감지하는 성분감지센서를 더 구비할 수 있다.
자급식 호흡장치(100)의 전자회로에 구비된 통신모듈은 센서에서 감지된 산소 잔여량, 이산화탄소 양, 수분량, 자급식 호흡장치의 배터리 잔여량을 포함하는 호흡장치상태 정보를 모니터링 서버(200)로 전송하고, 모니터링 서버로부터 자급식 호흡장치 제어 신호를 수신한다.
모니터링 서버(200)의 상태판단모듈(230)은 호흡장치 상태정보를 수신하여, 자급식 호흡장치의 구동가능시간을 산출하고, 구동가능시간 및 호흡장치의 상태정보에 따라 자급식 호흡장치구동상태를 양호 또는 경고로 판단한다.
실시예에서 자급식 호흡장치의 동작이 시작되면, 산소통의 압력을 측정하는 압력센서가 산소충전압력이 설정값(예컨대, 10%)을 초과하는지 판단하고, 설정값 미만일 경우에는 경고신호를 모니터링 서버(200)로 송출한다.
모니터링 서버(200)는 산소충전압력이 제 1 값 (예컨대, 10%) 미만인 경우, 자급식 호흡장치의 배터리 잔량이 제2값 (예컨대, 20%) 미만인 경우, 들숨에 포함된 산소배합비율이 제3값(예컨대, 21%~25%) 미만인 경우, 날숨에 포함된 이산화탄소 제거율이 제4값(예컨대, 60%) 미만인 경우 및 자급식 호흡장치와 통신하는 외부 서버 또는 디바이스로부터 경고 알림을 수신한 경우를 포함하는 위험상황이 감지되는 경우, 경고 알림을 출력한다. 또한, 위험상황은 자급식 산소 공급장치 자체 내에서 판단되어 위험상황에 대한 경고 알림을 출력하고, 모니터링 서버(200)로 전송될 수 있다.
모니터링 서버(200)의 통신모듈(250)은 상태판단모듈(230) 또는 자급식호흡장치(100)에서 전달된 자급식 호흡장치의 구동상태정보를 사용자의 스마트 단말로 전송하고, 자급식 호흡장치의 구동 가능시간 또는 산소 잔여량이 위험수준인 경우, 위험수준인 자급식 호흡장치 근방에 존재하는 사용자에게 위험수준인 자급식 호흡장치의 위치 정보를 알린다.
도 5는 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100)의 전자제어회로를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100)의 전자제어회로는 전원장치, 배터리팩 및 제어모듈(170)을 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서 배터리팩은 통신모듈을 구비하여, 배터리 잔여량 등의 배터리 세부 상태를 자급식 호흡장치가 위치하는 장소의 무선통신을 통해 모니터링 서버(200)로 전송할 수 있다.
제어모듈(170)은 자급식 호흡장치(100)에 구비된 압력센서(P1), 산소센서(S1), 제 1이산화탄소 센서(S2) 및 제 2이산화탄소 센서(S3)로부터 감지된 산소충전압력, 사용자에게 공급되는 공기의 산소비율, 이산화탄소 제거율 등을 기반으로 자급식 호흡장치(100)의 상태를 판단한다. 이후, 앞서 설명한 위험상황이 감지되거나 자급식 호흡장치와 통신하는 외부 서버 또는 디바이스로부터 경고 알림을 수신한 경우 이를 모니터링 서버(200) 및 사용자의 스마트 단말(300)로 전송한다.
도 6은 실시예에 따른 자급식 호흡장치의 배터리팩 구성을 나타낸 도면이다.
도 6를 참조하면, 자급식 호흡장치의 배터리팩은 전원부, 센서부 및 솔밸브를 포함하여 구성될 수 있다. 전원부는 자급식 호흡장치가 켜지면 전원을 공급하고, 센서부는 배터리 잔량 및 배터리 기기정보를 감지한다. 솔 밸브는 산소 배합모듈과 연결된 밸브로서, 들숨공급모듈(150)로 전달되는 공기의 산소 비율이 21% 미만인 경우, 솔 밸브를 오픈 시켜 날숨에 산소를 배합한다.
도 7은 실시예에 따른 자급식 호흡장치(100)의 기기상태정보 판단을 위한 데이터 처리흐름을 나타낸 도면이다.
S11 단계에서는 압력센서(P1)에서 산소충전압력을 감지하고, S13 단계에서는 배터리 잔량의 내부 회로를 검사한다. S15 단계에서는 배터리 잔량이 일정수준(예컨대, 20%)이상인지 확인하고, 일정수준 미만인 경우, S33 단계로 진입한다.
S17 단계에서는 산소충전압력이 설정된 비율(예컨대, 10%)를 초과하는지 확인한다. 산소충전압력이 설정된 비율 미만인 경우, S33 단계로 진입하고, 설정된 비율을 초과하는 경우, S19 단계에서는 산소센서(S1)에서 산소량을 감지하도록 한다. S21 단계에서는 산소센서에 의해 감지된 산소량이 공기 전체 중 21% 내지 25% 를 유지하는지 확인한다. 산소량이 21% 미만인 경우, S23 단계에서 산소공급을 위해 솔 밸브를 작동 시킨다. 산소량이 공기 전체 중 21% 내지 25% 를 유지하는 경우, S25 단계에서는 제1이산화탄소 센서(S2)에서 이산화 탄소 배합비율을 측정하고, S27 단계에서는 제2이산화탄소 센서(S3)에서 이산화탄소 배합비율을 측정한다.
S29 단계에서는 두 센서에서 측정된 배합 비율을 통해 사용자 날숨에서의 이산화탄소 제거 비율이 일정 수준 (예컨대, 60%) 이상인지 확인한다. 이산화탄소 제거 비율이 일정수준 미만인 경우, S33 단계로 진입하고, 이산화탄소 제거 비율이 일정수준을 만족하는 경우, S31단계로 진입한다. S31 단계에서는 외부 서버 또는 스마트 단말로부터 위험 경고 신호가 수신되었는지 확인한다. 위험 경고 신호가 수신된 경우에는 S39 단계에서 적색 램프를 점등하여 사용자에게 위험신호를 알릴 수 있도록 한다.
실시예에서는 S33 단계에서 황색램프를 일정시간간격으로 점등하고, S35 단계에서는 음성 경보를 출력하여 위험신호를 사용자에게 전달 할 수 있다. 이후 S37 단계에서는 위험 경고신호에 따라, 사용자가 자급식 호흡장치(100) 동작을 중지하도록 준비하는 과정을 수행한다.
실시예에서는 IoT 기술을 SCBA에 적용한 자급식 산소공급장치 모니터링 시스템을 제공하고, 호흡산소의 농도를 조절하기 위한 전자제어장치 모듈에 IoT를 위한 다양한 IT기술들을 탑재하여, 각종 센서, 웨어러블 디바이스, 및 스마트 디바이스로부터 데이터를 송수신하고, 사업자가 착용한 스마트 디바이스의 측위 센서를 활용하여 작업자의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 한다. 이를 통해, 사용자가 예정된 작업 공간을 벗어나거나 일정 시간 동안 위치 변동이 없다고 파악되면 관제센터 및 관리자의 스마트 폰 앱으로 이를 전달할 수 있도록 하여, 재난현장에서 구조활동을 하는 사용자들의 안전성을 향상시킬 수 있도록 한다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.
100: 자급식 호흡장치
200: 모니터링서버

Claims (8)

  1. 자급식 호흡장치 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 자급식 호흡장치를 장착한 사용자의 들숨으로 산소를 공급하고 상기 사용자에 의해 배출되는 날숨을 수집하여, 상기 날숨에 포함된 이산화 탄소와 수분을 제거하고, 산소를 배합하는 자급식 호흡장치;
    상기 자급식 호흡장치와 통신하며, 상기 자급식 호흡장치의 산소 잔여량, 배터리 잔여량, 상기 자급식호흡장치의 동작가능시간을 포함하는 호흡장치상태정보를 산출하고, 산출된 호흡장치상태정보를 상기 자급식 호흡장치로 전달하는 모니터링 서버; 및
    상기 자급식 호흡장치 및 모니터링 서버와 통신하고, 상기 모니터링 서버로부터 전송된 상기 호흡장치상태정보를 출력하여 상기 사용자에게 알리는 스마트 단말; 을 포함하고
    상기 자급식 호흡장치는
    상기 사용자의 날숨을 수집하고, 사용자에게 산소를 공급하는 마우스피스;
    상기 마우스피스와 연결되어, 상기 수집된 날숨에서 이산화 탄소 및 수분을 제거하는 날숨수집모듈;
    상기 날숨수집모듈로부터 전달된 날숨에 산소를 배합하는 산소배합모듈;
    상기 마우스피스로 산소가 배합된 날숨을 공급하는 들숨공급모듈;을 포함하고,
    상기 자급식 호흡장치의 산소 잔여량을 감지하는 산소량감지센서;
    상기 날숨에서 이산화탄소 및 수분량을 감지하는 성분감지센서; 및
    상기 센서들에서 감지된 산소 잔여량, 이산화탄소 양, 수분량, 자급식 호흡장치의 배터리 잔여량을 포함하는 호흡장치상태 정보를 상기 모니터링 서버로 전송하고, 상기 모니터링 서버로부터 상기 자급식 호흡장치 제어 신호를 수신하는 통신모듈; 을 포함하고
    상기 모니터링 서버는
    상기 호흡장치 상태정보를 수신하여, 상기 자급식 호흡장치의 구동가능시간을 산출하고, 상기 구동가능시간에 따라 상기 자급식 호흡장치구동상태를 양호 또는 경고로 판단하는 상태판단모듈; 및
    상기 상태판단모듈에서 전달된 자급식 호흡장치의 구동상태정보를 상기 사용자의 스마트 단말로 전송하고, 상기 자급식 호흡장치의 구동 가능시간 또는 산소 잔여량이 위험수준인 경우, 상기 위험수준인 자급식 호흡장치 근방에 존재하는 사용자에게 위험수준인 자급식 호흡장치의 위치 정보를 알리는 통신모듈; 을 포함하고
    상기 자급식 호흡장치는
    상기 자급식 호흡장치가 구동 시작되면, 산소통의 압력을 측정하는 압력센서가 산소충전압력이 설정값보다 큰지 판단하여, 설정값 미만일 경우에는 경고신호를 송출하도록 하고, 사용자의 들숨에 산소 배합 비율이 25% 미만인 경우, 산소공급밸브를 열어 사용자에게 산소를 공급하도록 하고,
    상기 사용자 날숨에서의 이산화탄소 제거율이 일정비율 이상을 유지하는지 모니터링 하고
    사용자 날숨이 입력되는 날숨수집모듈의 입구 측에 구비된 이산화탄소 측정 제1센서(S2)와 상기 날숨이 배출되는 날숨수집모듈의 출구측에 구비된 이산화탄소 측정 제2센서(S3)로부터 센싱된 이산화탄소 배합 비율을 비교하여, 비교결과에 따라 이산화 탄소 제거율이 일정비율이상인지 판단하고
    산소충전압력이 제 1 값 미만인 경우, 상기 자급식 호흡장치의 배터리 잔량이 제2값 미만인 경우, 상기 들숨에 포함된 산소배합비율이 제3값 미만인 경우, 상기 날숨에 포함된 이산화탄소 제거율이 제4값 미만인 경우 및 상기 자급식 호흡장치와 통신하는 외부 서버 또는 디바이스로부터 경고 알림을 수신한 경우를 포함하는 위험상황이 감지되는 경우, 경고 알림을 출력하고
    상기 자급식 호흡장치의 날숨수집모듈은 마우스피스와 연결되어, 사용자로부터 날숨을 수집하고, 이산화탄소 및 수분제거모듈에서는 수집된 날숨에서 이산화탄소 및 수분을 제거하고,
    상기 이산화탄소 및 수분제거모듈의 입구 측과 출구 측에는 각각 이산화탄소 측정 센서가 설치되어, 두 센서에서 측정된 이산화탄소 량으로 이산화탄소의 제거비율을 산출하고,
    사용자 날숨이 입력되는 날숨수집모듈의 입구 측에 구비된 제1이산화탄소 측정센서와 상기 날숨이 배출되는 날숨수집모듈의 출구 측에 구비된 제2이산화탄소 측정센서로부터 센싱된 이산화탄소 배합 비율을 비교하여, 비교결과에 따라 이산화탄소 제거율이 일정비율이상인지 판단하는 것을 특징으로 하는 자급식 호흡장치 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 자급식 호흡장치 모니터링 시스템에서의 호흡장치 상태 판단 방법에 있어서,
    (A) 상기 자급식 호흡장치의 산소배합모듈과 연결된 압력센서와 배터리센서 각각에서 산소충전압력과 배터리 잔량을 감지하는 단계;
    (B) 상기 자급식 호흡장치의 산소 배합모듈 및 들숨공급 모듈과 연결된 산소비율감지센서에서 사용자에게 공급되는 공기의 산소비율을 감지하는 단계;
    (C) 상기 자급식 호흡장치의 들숨공급모듈 입구 측에 구비된 이산화탄소 측정 제1센서, 출구측에 구비된 이산화탄소 측정 제2센서 각각에서 감지된 이산화탄소 배합비율에 따라 이산화탄소 제거율을 산출하는 단계;
    (D) 상기 감지된 산소충전압력, 배터리 잔량, 상기 들숨에 포함된 산소배합비율, 상기 이산화탄소 제거율에 따라 위험상황으로 판단하는 단계; 및
    (E) 상기 위험상황으로 판단되는 경우, 경고 신호를 모니터링 서버와 스마트 단말로 전송하고, 상기 자급식 모니터링 장치에서 위험신호를 출력하는 단계; 를 포함하고
    상기 (C)의 단계;는
    상기 자급식 호흡장치의 날숨수집모듈은 마우스피스와 연결되어, 사용자로부터 날숨을 수집하고, 이산화탄소 및 수분제거모듈에서는 수집된 날숨에서 이산화탄소 및 수분을 제거하고,
    상기 이산화탄소 및 수분제거모듈의 입구 측과 출구 측에는 각각 이산화탄소 측정 센서가 설치되어, 두 센서에서 측정된 이산화탄소 량으로 이산화탄소의 제거비율을 산출하고,
    사용자 날숨이 입력되는 날숨수집모듈의 입구 측에 구비된 제1이산화탄소 측정센서와 날숨이 배출되는 날숨수집모듈의 출구 측에 구비된 제2이산화탄소 측정센서로부터 센싱된 이산화탄소 배합 비율을 비교하여, 비교결과에 따라 이산화탄소 제거율이 일정비율이상인지 판단하고,
    상기 위험상황은
    상기 감지된 산소충전압력이 제1값 미만인 경우, 상기 자급식 호흡장치의 배터리 잔량이 제2값 미만인 경우, 상기 들숨에 포함된 산소배합비율이 제3값 미만인 경우, 날숨에 포함된 이산화탄소 제거율이 제4값 미만인 경우 및 상기 자급식 호흡장치와 통신하는 외부 서버 또는 디바이스로부터 경고 알림을 수신한 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 자급식 호흡장치 상태 판단 방법.
  8. 삭제
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