KR20180048997A - 개인 보호 장비 및 개인 보호 장비의 사용 시간을 모니터링하는 방법들 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용은 PPE의 물품을 포함한다. 디바이스는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 제1 센서, 프로세싱 모듈 및 통신 모듈을 포함한다. 프로세싱 모듈은, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정하는 클록, 및 사용 데이터의 저장을 위한 메모리를 포함하며, 사용 데이터는 PPE의 물품이 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함한다. 통신 모듈은, 저장된 사용 데이터를 PPE의 물품과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신하기 위한 것이다.
Description
본 설명은, 디바이스가 착용되어 있는지 여부, 디바이스 상의 사용 데이터에 로깅(log)하는 것, 및 최종적으로는 사용 데이터를 무선으로 송신하는 것을 포함하여 사용을 검출할 수 있는 개인 보호 장비(personal protective equipment), 및 디바이스가 착용되어 있는지 여부를 포함하여 개인 보호 장비의 사용 시간을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.
근로자들의 안전 및 건강을 유지하는 것은 많은 산업들에 걸친 주요 관심사이다. 이러한 관심사를 다루는 것을 보조하기 위해 다양한 규칙들 및 규정들이 개발되었다. 그러한 규칙들은 개인 건강 및 안전 절차들의 적절한 관리를 보장하기 위한 요건들의 세트들을 제공한다. 근로자 안전 및 건강을 유지하는 것을 돕기 위해, 일부 개인들은, 그 개인들이 위험하거나 잠재적으로 위험한 조건들을 갖는 근로 환경들에 출입하거나 체류한다면, 개인 보호 장비(PPE) 물품을 입거나, 착용하거나, 휴대하거나, 또는 그렇지 않으면 사용하도록 요구될 수 있다.
알려진 타입들의 PPE 물품들은, 예를 들어, 정상 조건 사용 또는 비상 대응을 위한 호흡 보호 장비(RPE); 바이저들, 고글들, 필터들 또는 쉴드들과 같은 보호 안경; 안전모들, 후드들 또는 헬멧들과 같은 보호 모자; 청력 보호 디바이스들; 보호 신발들; 보호 장갑들; 커버올(coverall)들 및 앞치마들과 같은 다른 보호 의류; 센서들, 안전 도구들, 검출기들, 글로벌 포지셔닝 디바이스들, 광산 캡 램프들 및 임의의 다른 적합한 장치와 같은 같은 보호 물품들을 제한없이 포함한다.
PPE에 대해 근로자가 행해야 하는 중요 결정들 중 하나는, 그 PPE가 경험한 사용량을 고려해 볼 때, 그 PPE가 기능적이고 효과적으로 유지되는지 여부이다. 사용량은, PPE가 착용되었던 시간의 양, PPE가 그 시간 기간 동안 적절히 착용되었는지 여부, PPE에 전원공급되었거나 또는 그렇지 않으면 활성적으로 사용되었던 시간의 양, 및 PPE가 겪은 환경의 노출 레벨을 포함할 수 있다. 이들 인자들에 관련된 정보를 추적, 관리 및 사용하기 위한 개선된 방법들이 환영받을 것이다.
본 개시내용은 부분적으로, 개인 보호 장비(PPE)의 물품, 또는 개인 보호 장비가 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정하는 클록(clock)과 함께 개인 보호 장비가 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부의 검출을 허용하는 PPE의 물품을 제공한다. 개인 보호 장비는 전반에 걸쳐 상호교환가능하게 사용된다. 본 개시내용은 이전에 알려진 솔루션들에 비해 다양한 이점들을 제공한다. 예를 들어, 본 개시내용은, 디바이스가 자신의 최대 사용 시간과 동일하거나 동등한 시간의 길이 동안 사용된 시간을 사용자가 알게 허용한다. 본 개시내용은, 근로자가 PPE를 착용하고 있는지 여부, 및 근로자 또는 사용자가 PPE를 계속 착용하고 있는지 여부의 검출을 허용한다. 본 개시내용은 고용주가 PPE를 착용하는 것에 관련된 규정에 따른 근로자들의 준수를 검출 및 추적하게 허용한다.
본 개시내용은 PPE의 서비스 수명의 정확한 추적을 허용함으로써 부가적인 이점들을 제공할 수 있다. 추가로, 본 개시내용은 PPE가 너무 빨리 또는 사후가 아니라 자신의 서비스 수명에 따라 알맞은 시간에 교체되게 허용함으로써 PPE 지출 비용을 감소시키고 안전을 증가시킬 수 있다.
일 예시에서, 본 개시내용은 개인 보호 장비(PPE)의 물품을 포함한다. 디바이스는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 제1 센서, 프로세싱 모듈 및 통신 모듈을 포함한다. 프로세싱 모듈은, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정하는 클록, 및 사용 데이터의 저장을 위한 메모리를 포함하며, 사용 데이터는 PPE의 물품이 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함한다. 통신 모듈은, 저장된 사용 데이터를 PPE의 물품과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신하기 위한 것이다.
다른 예시에서, 본 개시내용은, 개인 보호 장비(PPE)의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 제1 센서 및 환경 인자를 검출하는 환경 센서를 포함하는 PPE의 물품을 포함한다. PPE의 물품은 프로세싱 모듈 및 통신 모듈을 더 포함한다. 프로세싱 모듈은, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정하는 클록, 및 사용 데이터의 저장을 위한 메모리를 포함하며, 사용 데이터는 디바이스가 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함한다. 통신 모듈은, 저장된 사용 데이터를 PPE의 물품과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신하기 위한 것이다.
일부 예시들에서, PPE의 물품은 마스크, 호흡기, 안전모, 용접 헬멧, 청력 보호 머프(muff), 눈 보호기, 보호 의류, 보호 신발 또는 추락 방지 장치(fall protection harness) 중 하나이다.
일부 예시들에서, 제1 센서는 가속도계, 용량성 센서, 용량성 터치 스위치, 압력 스위치, 음향 센서, 리드(reed) 스위치, 온도 센서, 압력 감지 스위치, 가스 센서, 유량 센서 및 광 센서 중 하나이다.
일부 예시들에서, 통신 모듈은 무선 주파수 식별(RFID) 태그, 지그비 무선 장치, 블루투스 송신기, ANT 노드 및 Wi-Fi 디바이스 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 예시들에서, PPE의 물품은, 사용자가 PPE의 물품을 착용하고 있는 경우 사용자의 피부와 접촉하는 밀봉 막을 더 포함하며, 센서는 사용자의 피부와 밀봉 막의 접촉을 감지하기 위해 밀봉 막 내에 배치된다.
일부 예시들에서, PPE의 물품은 제2 센서를 포함하며, 제2 센서는 PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출한다.
일부 예시들에서, PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 프로세서는, 디바이스가 착용되지 않으면 파워 "온"(power "ON")되기 위한 디바이스의 기능을 디스에이블링(disable)시킨다.
일부 예시들에서, 제2 센서는, PPE의 물품이 파워 "온"되는 것, 또는 PPE의 물품의 나머지에 대한 PPE의 물품의 컴포넌트의 작동 또는 움직임 중 적어도 하나를 검출함으로써, PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출한다.
일부 예시들에서, 사용 데이터는, PPE의 물품이 활성 사용중인 시간의 길이를 더 포함한다.
일부 예시들에서, 프로세서는 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해 사용 데이터를 사용한다.
일부 예시들에서, PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 프로세서는, PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 디바이스의 기능을 디스에이블링시킨다.
일부 예시들에서, 환경 센서는 공기 품질 및 주변 소음 레벨의 환경 특징 중 적어도 하나를 검출한다.
일부 예시들에서, 환경 센서는 검출된 환경 특징들에 기초하여 환경 등급을 생성한다.
일부 예시들에서, 사용 데이터는 환경 등급을 더 포함한다.
일부 예시들에서, 프로세서는 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해 사용 데이터를 사용한다.
일부 예시들에서, PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 프로세서는, PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 디바이스의 기능을 디스에이블링시킨다.
다음의 도면들은 본 발명의 예시들을 제공한다. 이들은 본 발명을 추가로 설명하고 명확하게 하지만, 본 발명의 범위를 제한하지 않도록 의도된다.
도 1은, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다.
도 2는, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서 및 환경 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다.
도 3a 및 도 3b는 각각, 예시적인 PPE의 물품 및 압력 스위치의 밀봉 프레임의 도면들이다.
도 4는 리드 스위치의 단면도이다.
도 5는 예시적인 센서, 용량성 터치 스위치의 단면도이다.
도 6은 본 명세서와 일치하는 PPE의 물품의 동작에 관련된 흐름도이다.
도면은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니다. 도면들에서 사용되는 동일한 도면 부호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 컴포넌트를 지칭하기 위한 도면부호의 사용은 동일한 도면부호로 표지된 다른 도면의 그 컴포넌트를 제한하도록 의도되지 않음이 이해될 것이다.
도 1은, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다.
도 2는, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서 및 환경 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다.
도 3a 및 도 3b는 각각, 예시적인 PPE의 물품 및 압력 스위치의 밀봉 프레임의 도면들이다.
도 4는 리드 스위치의 단면도이다.
도 5는 예시적인 센서, 용량성 터치 스위치의 단면도이다.
도 6은 본 명세서와 일치하는 PPE의 물품의 동작에 관련된 흐름도이다.
도면은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니다. 도면들에서 사용되는 동일한 도면 부호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 컴포넌트를 지칭하기 위한 도면부호의 사용은 동일한 도면부호로 표지된 다른 도면의 그 컴포넌트를 제한하도록 의도되지 않음이 이해될 것이다.
도 1은, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다. 도 1에 도시된 컴포넌트들은 예시적인 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도시된 컴포넌트들 및 컴포넌트들에 대한 변형들의 다른 조합들은 본 개시내용의 범위 내에 있다. 도 1은 PPE의 물품(100)을 포함한다. PPE의 물품(100)은 임의의 타입의 PPE의 물품일 수 있다. PPE의 물품들의 예들은, 예를 들어, 정상 조건 사용 또는 비상 대응을 위한 호흡 보호 장비(RPE); 바이저들, 고글들, 필터들 또는 쉴드들과 같은 보호 안경; 안전모들, 후드들 또는 헬멧들과 같은 보호 모자; 청력 보호 디바이스들; 보호 신발들; 보호 장갑들; 커버올들 및 앞치마들과 같은 다른 보호 의류; 센서들, 안전 도구들, 검출기들, 글로벌 포지셔닝 디바이스들, 광산 캡 램프들 및 임의의 다른 적합한 장치와 같은 같은 보호 물품들을 제한없이 포함한다. PPE의 물품(100)은 적어도 하나의 센서 및 수개의 다른 전자 컴포넌트들을 포함한다. PPE의 물품(100)은 제1 센서(110)를 포함한다. PPE의 물품(100)은 선택적으로 제2 센서(120)를 포함할 수 있다. PPE의 물품(100)은 클록(132) 및 메모리(134)를 포함하는 프로세서(130)를 더 포함한다. PPE의 물품은 또한, 통신 모듈(140) 및 전력 모듈(160)을 포함한다. 다양한 컴포넌트들 또는 모듈들이 도 1에서 별개인 것으로 도시되지만, 이들은 본 개시내용과 일치하는 전자 컴포넌트들 및 센서들의 임의의 조합으로 통합될 수 있다.
제1 센서(110)는 PPE의 물품(100)에 고정되거나 그렇지 않으면 통합된다. 예를 들어, 제1 센서(110)는, PPE의 물품(100) 그 상에 또는 그 내로 부착되거나, 매립되거나, 그의 일부로서 제조되거나, 체결되거나, 봉합되거나, 마찰식 맞춤되거나, 기계적 클리핑되거나, 용접(예를 들어, 초음파)되거나 또는 몰딩되는 등일 수 있거나, 또는 이들의 임의의 조합으로 행해질 수 있다. 제1 센서(110)는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출한다. 제1 센서(110)는 다양한 타입들의 센서들일 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(110)는 가속도계, 용량성 센서, 용량성 터치 스위치, 압력 스위치, 음향 센서, 리드 스위치, 온도 센서, 압력 감지 스위치, 가스 센서, 유량 센서 또는 광 센서일 수 있다. 제1 센서(110)는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 임의의 다른 센서일 수 있다. 제1 센서(110)는, 압력, 호흡, 움직임, 피부로부터의 커패시턴스, 소음 또는 사운드 및 온도 차이를 검출하는 것을 포함하는 다양한 방식들로 PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출할 수 있다. PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 다른 방식들은 본 개시내용의 범위 내에 있으며, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자들에게 명백할 것이다.
일부 예시들에서, PPE의 물품(100)은 제2 센서(120)를 포함할 수 있다. 제2 센서(120)는, PPE의 물품(100)이 활성 사용중인지 여부를 검출한다. 활성 사용은, PPE의 물품의 일회용 부분들의 교체, 요구되는 서비스 시간, 또는 PPE의 물품의 수명 종료까지 요구되는 시간의 총 길이를 감소시킬 PPE의 물품의 사용을 포함한다. 활성 사용은, 특정 요소들에 대한 노출, 디바이스 또는 전자기기에 공급된 전력 또는 노출에 대한 다른 트리거링된 응답을 포함할 수 있다. 제2 센서(120)는, 가속도계, 용량성 센서, 용량성 터치 스위치, 압력 스위치, 음향 센서, 리드 스위치, 온도 센서, 압력 감지 스위치, 가스 센서, 유량 센서, 갈바니 피부 저항 센서 또는 광 센서와 같은 다양한 센서들일 수 있다. 제2 센서(120)는, PPE의 물품이 파워 "온"되는 것, 또는 PPE의 물품의 다른 컴포넌트들에 대한 PPE의 물품의 컴포넌트의 작동 또는 움직임(예를 들어, 호흡기 상의 배기 밸브의 움직임), 소음, 공기 품질, 온도, 공기 흐름, 빛에 대한 노출, 화학적 또는 환경적 노출 중 적어도 하나를 검출함으로써, PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출한다.
PPE의 물품(100)은 프로세싱 모듈(130)을 더 포함한다. 프로세싱 모듈(130)은 적어도 클록(132) 및 메모리(134)를 포함한다. 클록(132)은 PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정한다. 메모리(134)는 사용 데이터의 저장을 위한 것이며, 사용 데이터는 PPE(100)의 물품이 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함한다. 프로세싱 모듈(130)은 제1 센서(110)의 통합 부분일 수 있거나, 또는 제1 센서(110)에 대한 전기적 연결을 갖는 별개의 컴포넌트일 수 있다. 프로세싱 모듈(130)은, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이 임의의 타입의 프로세싱 또는 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 모듈은, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이 마이크로제어기, FPGA 또는 다른 컴퓨팅 디바이스일 수 있다.
PPE의 물품(100)은, 저장된 사용 데이터를 PPE의 물품(100)과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신하기 위한 통신 모듈(140)을 더 포함한다. 일부 구성들에서, 통신 모듈(140)은 무선 주파수 식별(RFID) 태그(능동 또는 수동), 지그비 무선 장치, 블루투스 송신기, ANT 라디오, 및 Wi-Fi 디바이스 중 적어도 하나를 포함한다. 통신 모듈(140)은, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이 임의의 다른 타입의 통신 디바이스를 포함할 수 있다.
전력 모듈(160)은, 예를 들어, 제1 센서(110), 제2 센서(120), 프로세서(130), 클록(132), 메모리(134) 및 통신 모듈(140)을 포함하는 PPE의 물품(100) 내의 다른 전자 컴포넌트들에 전력을 제공한다. 전력 모듈(160)은 배터리 또는 다른 저장된 전력과 같은 다양한 전원들을 사용할 수 있다. 전력 모듈은 또한, 에너지 수확, 광발전 에너지, 열전기 에너지, 진동 에너지, 압전 에너지 등을 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 컴포넌트들 각각은 서로 통신할 수 있으며, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이 다양한 방식들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 전력 모듈(160)에 의해 전원공급될 수 있고, 프로세서(130)에 데이터를 송신하도록 구성될 수 있으며, 또한 프로세서(130)로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 예시들에서, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 서로 직접 통신할 수 있다. 제1 센서(110), 제2 센서(120), 프로세서(130), 클록(132) 및 메모리(134)는 사용 데이터를 계산 및 저장하도록 모두 함께 작동할 수 있다. 사용 데이터는, 사용자의 PPE의 물품 착용, PPE의 물품의 사용에 관련된 정보 및/또는 PPE의 물품이 사용되거나 저장된 환경에 관한 정보를 포함한다. 구체적으로, 사용 데이터는, PPE의 물품(100)이 사용자에 의해 착용된 시간의 길이, PPE의 물품(100)이 활성 사용중인 시간의 길이를 포함할 수 있다. 사용 데이터는, 컴포넌트 교체 또는 디바이스 서비스가 요구되는 때까지 남은 시간 또는 디바이스 수명 종료까지 남은 시간과 같은 다양한 디바이스-특정 정보를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예시들에서, 프로세서는 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해 사용 데이터를 사용할 수 있다. 일부 예시들에서, PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 프로세서는, PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 디바이스의 기능을 디스에이블링시킨다.
다양한 컴포넌트들 또는 모듈들이 도 1에서 별개인 것으로 도시되지만, 이들은 본 개시내용과 일치하는 전자 컴포넌트들 및 센서들의 임의의 조합으로 통합될 수 있다.
도 2는, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서 및 환경 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다. 도 1과 유사하게, 도 2는, PPE 물품이 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 센서를 갖는 PPE의 물품의 컴포넌트들의 블록 다이어그램이다. 도 2에 도시된 컴포넌트들은 예시적인 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도시된 컴포넌트들 및 컴포넌트들에 대한 변형들의 다른 조합들은 본 개시내용의 범위 내에 있다.
PPE의 물품(200)은 임의의 타입의 PPE의 물품일 수 있다. PPE의 물품들의 예들은, 예를 들어, 정상 조건 사용 또는 비상 대응을 위한 호흡 보호 장비(RPE); 바이저들, 고글들, 필터들 또는 쉴드들과 같은 보호 안경; 안전모들, 후드들 또는 헬멧들과 같은 보호 모자; 청력 보호 디바이스들; 보호 신발들; 보호 장갑들; 커버올들 및 앞치마들과 같은 다른 보호 의류; 센서들, 안전 도구들, 검출기들, 글로벌 포지셔닝 디바이스들, 광산 캡 램프들 및 임의의 다른 적합한 장치와 같은 같은 보호 물품들을 제한없이 포함한다. PPE의 물품(200)은 적어도 하나의 센서 및 수개의 다른 전자 컴포넌트들을 포함한다. PPE의 물품(200)은 제1 센서(210)를 포함한다. PPE의 물품(200)은 선택적으로 제2 센서(220)를 포함할 수 있다. PPE의 물품(200)은 환경 센서(250)를 포함한다. PPE의 물품(200)은 클록(232) 및 메모리(234)를 포함하는 프로세서(230)를 더 포함한다. PPE의 물품은 또한 통신 모듈(240)을 포함한다.
제1 센서(210), 제2 센서(220), 프로세서(230), 클록(232), 메모리(234), 통신 모듈(240) 및 전력 모듈(260) 각각은 도 1에 도시된 병렬 컴포넌트와 적어도 동일한 기능을 갖는다. 도 2의 이들 컴포넌트들 각각은 또한, 도 1에 대해 설명된 바와 같은 병렬 컴포넌트에 대한 특정 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트일 수 있다.
환경 센서(250)는 환경 인자를 검출한다. 환경 인자는, 생물학적 또는 비생물적이든 간에, PPE의 물품의 성능, 열화 또는 다른 양태들에 영향을 주거나, 또는 그렇지 않으면 PPE의 물품의 사용자에게 악영향을 줄 임의의 것일 수 있다. 환경 인자들의 예들은, 공기 품질, 온도, 주변 소음 레벨, 오염물들 또는 화학물들의 존재, 빛, 장애물들 또는 다른 오브젝트와의 잠재적 또는 실제 충격을 포함한다. 환경 센서는, 예를 들어, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이, 온도계, 가속도계, 기압계, 가스 센서, 유량 센서, 음향 센서, 광 센서 또는 임의의 다른 센서를 포함하는 임의의 다양한 센서들일 수 있다.
환경 센서는 또한, 특정한 환경 인자들을 갖는 것으로 알려진 위치의 무선 통신 디바이스로부터 환경 인자에 관한 정보를 수신함으로써 환경 인자를 검출할 수 있다. 예를 들어, 뉴욕주, 뉴욕 소재의 에스티모트 사(Estimote, Inc.)에 의해 판매되는 에스티모트 또는 아이비콘(iBeacon) 프로토콜을 사용하여 통신하는 것과 같은 블루투스 송신기는, 송신기가 배치된 위치에 대한 프로파일을 이용하여 프로그래밍될 수 있다. 위치 프로파일은, 본 명세서에 설명된 바와 같은 임의의 환경 인자를 포함하는, 위치에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 위치 프로파일은 또한, 비상 상황들에 관한 정보, 영역 내의 PPE의 물품들의 수, 사용자들의 수를 포함할 수 있다. 위치 프로파일 정보는, 그 위치의 무선 통신 디바이스에 의해 송신될 수 있고, PPE의 물품(200) 내의 환경 센서(250) 또는 통신 모듈(240) 중 어느 하나에 의해 수신될 수 있다.
일부 예시들에서, 환경 센서는 환경 인자 또는 다수의 환경 인자들에 기초하여 환경 등급을 생성할 수 있다. 환경 등급은, 환경 인자를 분류하기 위해 사용되는 스칼라 값 또는 임의의 다른 할당된 수, 문자, 컬러 또는 다른 타입의 등급일 수 있다. 예를 들어, 환경 등급은 다양한 위험 레벨들과 이들 특정 위험들에 대한 미리-결정된 벤치마크들의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 예시들에서, 단일 인자가 높은 위험 레벨을 가지면, 환경 등급은 "위험"을 표시하도록 지정될 수 있다. 일부 다수의 높은 위험 레벨들에서, 위험하거나, 또는 높은 위험 등급을 갖는 것으로 환경을 평가하는 것이 요구될 수 있다.
프로세서(230)는, PPE의 물품 또는 컴포넌트에 대한 남아있는 서비스 수명, 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해, PPE의 물품이 착용된 시간의 길이에 관한 정보, 및 예를 들어, 환경 등급을 포함하는 환경 인자들에 관련된 정보를 사용할 수 있다.
일부 예시들에서, PPE의 물품이 전원공급되는 디바이스인 경우, 프로세서는, PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 디바이스의 기능을 디스에이블링시킨다.
일부 예시들에서, 프로세서(230)는 또한, PPE의 물품에 대한 남아있는 서비스를 결정하기 위해 다른 타입들의 사용 데이터와 같은 다른 정보와 결합하여, PPE의 물품이 활성 사용중인 시간의 길이와 같은 제2 센서(220)로부터의 정보를 사용할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 각각, 예시적인 PPE의 물품 및 압력 스위치의 밀봉 프레임의 도면들이다. 도 3a는 PPE의 물품, 구체적으로는 반면(half face) 호흡기(300)를 도시한다. 호흡기(300)는 밀봉 막(303), 배기 밸브(302) 및 스트랩 리셉터클들(304)을 포함한다. 스트랩 리셉터클들(304)은 호흡기에 고무 또는 다른 스트랩들을 고정시키기 위해 사용되며, 그러한 스트랩들은 호흡기(300)를 사용자의 얼굴과 접촉되게 유지하도록 설계된다. 밀봉 막(303)은, 적어도 사용자의 코와 입이 호흡기(300)에 의해 둘러싸이도록 사용자의 얼굴 주위를 밀봉한다. 본 개시내용과 일치하는 호흡기의 일 예는, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니(3M Company)에 의해 판매되는 3M™ 반면형 재사용가능 호흡기 6200(Half Facepiece Reusable Respirator 6200)이다.
호흡기(300)는 도 3b에 도시된 것과 같이, 밀봉 막의 접힘부들 사이 또는 다른 곳에 배치된 압력 스위치를 포함한다. 호흡기(300)가 스트랩들 또는 다른 부착 메카니즘에 의해 사용자의 머리 주위에 고정되는 것에 의해 생성된 밀봉 막(303) 상의 압력에 의하여 호흡기(300)가 착용되는 경우, 압력 스위치(308)가 활성화된다. 센서(308)는, 사용자의 피부와 밀봉 막의 접촉을 감지하기 위해 밀봉 막(303) 내에 배치된다. 사용자가 호흡기(300)를 착용하고 있을 때를 검출하기 위해 압력 센서 대신 다른 타입들의 센서들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 용량성 센서는 밀봉 막과 사용자의 얼굴 사이의 접촉을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이, 다른 타입들의 센서들이 사용될 수 있다.
압력 센서(308) 또는 다른 센서는 프로세서(도 3a에 도시되지 않음) 또는 다른 전자 디바이스들 또는 센서들과 통신할 수 있으며, 호흡기(300)의 사용 데이터의 일부를 형성하기 위해, 호흡기(300)가 착용되고 있는지 여부를 표시하는 정보를 프로세서에 송신할 수 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 호흡기(300)에 고정될 수 있거나 그의 일부일 수 있는 것과 같은 압력 센서(308)의 일부를 도시한다. 압력 센서(308)는 2개의 아암(arm)들(311, 312) 및 각각의 아암(311, 312) 상의 도전성 요소(313, 314)를 포함한다. 밀봉 막이 사용자의 얼굴과 접촉할 경우, 호흡기의 프레임과 사용자의 얼굴 사이의 압력이 압력 센서(308)의 아암들(311, 312)을 서로를 향해 가압하여, 도전성 요소들(313 및 314)이 서로 접촉하게 되도록 압력 센서(308)가 호흡기에 배치된다. 도전성 요소들(313 및 314)이 서로 접촉하게 될 경우, 그들은 회로를 완성하여, 압력 스위치(308)가 활성화 또는 작동되고, 그 스위치가 활성화되었다는 것을 표시하는 정보를 프로세서에 송신한다. 프로세서는 압력 스위치(308)의 작동을 호흡기 착용 시간과 상관시킨다. 유사하게, 프로세서는 압력 스위치(308)의 작동-중지 또는 비-작동을 호흡기 또는 PPE의 물품의 비-착용과 상관시킨다.
도 4는 리드 스위치(400)의 단면도이다. 리드 스위치(400)는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 호흡기 또는 임의의 다른 타입의 PPE의 물품과 결합하여 사용될 수 있는 센서의 다른 예이다. 다양한 리드 스위치들이 사용될 수 있다. 리드 스위치의 일 예는, 본 명세서에 참고로 포함되는 엘우드(Ellwood)의 미국 특허 번호 제 2,264,746호에 설명되어 있다.
리드 스위치(400)는 스위치에 근접한 적용된 자기장에 의해 활성화되는 전기 스위치이다. 리드 스위치(400)는, 유리 캡슐 또는 다른 타입의 캡슐 내의 구역(435)에서 서로 중첩하는 제1 리드 블레이드(432) 및 제2 리드 블레이드(434)를 포함한다. 유리 캡슐 내에는, 제1 및 제2 리드 블레이드들을 둘러싸는 비활성 가스(438)가 존재한다. 도 4에 또한 도시된 것은, 2개의 리드들(440) 사이의 접촉 갭 뿐만 아니라 2개의 리드들의 중첩 부분 상의 접촉 도금(442)이다. 리드 스위치(400)는 스위치 근처에 자석 또는 자기장을 가함으로써 작동될 수 있다. 일단 자기장이 리드 스위치로부터 멀리 이동되면, 그 스위치는 자신의 본래의 포지션으로 복귀한다. PPE가 사용자에 의해 착용될 경우, PPE의 물품에 부착된 자기 재료의 조각이 리드 스위치(400)의 근방으로 가져오게 되어, 리드 스위치(400)가 활성화되도록, 리드 스위치(400)가 PPE의 물품에 통합되거나 설치될 수 있다.
리드 스위치(400)는 프로세서에 연결될 수 있으며, 그 스위치가 작동되었다는 것을 표시하는 정보를 프로세서에 송신할 수 있다. 프로세서는 리드 스위치(400)의 작동을 호흡기 또는 PPE의 물품 착용 시간과 상관시킨다. 유사하게, 프로세서는, PPE의 물품이 착용된 시간의 길이를 계산하기 위해, 리드 스위치(400)의 작동-중지 또는 비-작동을 호흡기 또는 PPE의 물품의 비-착용과 상관시킨다.
도 5는 본 개시내용과 일치하여 사용될 수 있는 예시적인 센서, 즉 용량성 터치 스위치(500)의 단면도이다. 용량성 터치 스위치(500)는 하나의 전극만이 기능하도록 요구한다. 그것은 신체 커패시턴스(body capacitance)를 검출함으로써 동작한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 구리 트레이스들(522)을 갖는 전극(520)은 비-도전성 패널(514) 뒤에 포지셔닝될 수 있다. 비-도전성 패널은 임의의 적절한 비-도전성 재료, 잠재적으로는 목재, 유리 또는 플라스틱과 같은 구조적 지지를 제공하는 것으로 구성될 수 있다. 용량성 터치 스위치는, 사용자의 피부에 근접할 경우 사용자의 피부(516)로부터 신체 커패시턴스를 검출한다. 용량성 터치 스위치(500)는, 사용자가 PPE의 물품을 착용하고 있는 경우 작동되기 위해 그 스위치가 단지 사용자의 피부에 충분히 근접하게 되도록 PPE의 물품 상에 배치되거나 그렇지 않으면 PPE의 물품에 고정될 수 있다.
용량성 터치 스위치는 프로세서에 연결되거나 그렇지 않으면 그와 통신하며, 그 스위치가 작동되었다는 것을 표시하는 정보를 프로세서에 송신할 수 있다. 프로세서는 용량성 터치 스위치(500)의 작동을 호흡기 또는 PPE의 물품 착용 시간과 상관시킨다. 유사하게, 프로세서는, PPE의 물품이 착용된 시간의 길이를 계산하기 위해, 용량성 터치 스위치(500)의 작동-중지 또는 비-작동을 호흡기 또는 PPE의 물품의 비-착용과 상관시킨다.
본 개시내용 전반에 걸쳐 논의된 것들 및 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 것들을 포함하는 다른 타입들의 센서들이 본 개시내용의 범위와 일치하게 사용될 수 있다.
도 6은 본 명세서와 일치하는 PPE의 물품의 동작에 관련된 흐름도(600)이다. 흐름도(600)에 도시된 단계들은 예시적인 것이며, 본 개시내용과 일치하게, 다른 단계들이 또한 취해질 수 있거나, 또는 흐름도(600)에 도시된 일부 단계들이 취해지지 않을 수 있다. 추가로, 흐름도(600)에 도시된 단계들은 순서대로 취해지며, 본 개시내용의 범위와 일치할 수 있다. 도 6에 도시된 순서는 본 개시내용의 범위 내의 하나의 잠재적인 구성이다.
흐름도(600)에 도시된 단계들은 PPE의 물품, 및 PPE의 물품 내에 있거나 PPE의 물품과 통신하는 임의의 센서들 또는 전자 컴포넌트들에 의해 수행될 수 있다.
단계(601)에서, PPE의 물품 내의 제1 센서는, 디바이스가 착용되고 있는지 여부를 검출한다. 제1 센서는 다양한 타입들의 센서들일 수 있다. 예를 들어, 제1 센서는 가속도계, 용량성 센서, 용량성 터치 스위치, 압력 스위치, 음향 센서, 리드 스위치, 온도 센서, 압력 감지 스위치, 가스 센서, 유량 센서 또는 광 센서일 수 있다. 제1 센서는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 임의의 다른 센서일 수 있다. 제1 센서는, 압력, 호흡, 움직임, 피부로부터의 커패시턴스, 소음 또는 사운드 및 온도 차이를 검출하는 것을 포함하는 다양한 방식들로 PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출할 수 있다. PPE의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하기 위한 다른 방식들은 본 개시내용의 범위 내에 있으며, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자들에게 명백할 것이다.
단계(602)에서, 환경 센서는 환경 인자를 검출한다. 환경 인자는, 생물학적 또는 비생물적이든 간에, 살아있는 생물에 영향을 주는 임의의 것일 수 있다. 환경 인자들의 예들은, 공기 품질, 온도, 주변 소음 레벨, 오염물들 또는 화학물들의 존재, 빛, 장애물들 또는 다른 오브젝트와의 잠재적 또는 실제 충격을 포함한다. 환경 센서는, 예를 들어, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 바와 같이, 온도계, 가속도계, 기압계, 가스 센서, 유량 센서, 음향 센서, 광 센서 또는 임의의 다른 센서를 포함하는 임의의 다양한 센서들일 수 있다. 환경 센서는 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명된 바와 같이, 다양한 방식들 중 임의의 방식으로 환경 인자를 검출할 수 있다.
흐름도(600)에 도시되지는 않았지만, 일부 예시들에서, 제2 센서는 PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출할 수 있다. 제2 센서는, PPE의 물품이 파워 "온"되는 것, 또는 PPE의 물품의 나머지에 대한 PPE의 물품의 컴포넌트의 작동 또는 움직임 중 적어도 하나를 검출함으로써, PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출할 수 있다.
단계(603)에서, 사용 데이터가 저장된다. 사용 데이터는 PPE의 물품 내의 메모리를 포함하는 프로세서 모듈에 의해 저장될 수 있다. 사용 데이터는, PPE의 물품이 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함한다. 사용 데이터는 또한, PPE의 물품이 활성 사용중인 시간의 길이를 포함할 수 있다. 사용 데이터는, PPE의 물품의 사용자의 착용 및 사용, PPE의 물품이 사용 및 저장된 환경에 관련된 다양한 타입들의 정보 및 PPE의 물품의 사용에 관련된 다른 정보를 포함할 수 있다.
단계(604)에서, 프로세서는 PPE의 물품의 수명-종료 상태를 결정한다. 프로세서는 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해 사용 데이터를 사용할 수 있다. 프로세서는, PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해, PPE의 물품이 착용된 시간의 길이, PPE의 물품이 활성적으로 사용된 시간의 길이를 포함하는 사용 데이터와 같은 정보, 및 PPE의 물품이 사용 및 저장된 환경에 관한 정보를 사용할 수 있다. 일부 예시들에서, PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 프로세서는, PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 디바이스의 기능을 디스에이블링시킨다.
단계(605)에서, 통신 모듈은, 사용 데이터, 또는 수명-종료 또는 필수 정비 상태와 같은 다른 정보를 PPE의 물품과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신한다. 이러한 별개의 디바이스 또는 시스템은, PPE의 물품에 관한 정보를 저장 및 관리하기 위한 데이터베이스 또는 다른 시스템을 포함할 수 있다.
설명된 프로세스의 다른 단계들은 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에게 명백할 것이며, 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 예시되고 설명된 단계들은 예시적인 것이며, 포괄적인 것으로 의도되지 않는다.
예상 실시예(Prophetic Example)
실시예 1: 호흡기 또는 청력 PPE의 용량성 센서
용량성 전극 센서(또는 용량성 센서), 예를 들어, 캘리포니아 샌호세에 본사가 있는 Atmel 코포레이션으로부터 입수가능한 AT42QT4120 터치 센서 칩은, 일회용 호흡기, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니로부터의 3M 8210의 호흡기 컵 내부와 같은 PPE의 물품(PPE)의 코 영역 내부; 또는 청력 보호기 머프 디바이스, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니로부터의 3M™Peltor™Optime™105 Earmuff의 라이너 내부; 또는 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니로부터의 3M™Peltor™ WS™ 5 Headset과 같은 청력 보호기 통신 헤드셋의 컵의 라이너 내부에 포지셔닝될 수 있다. 용량성 전극 센서는, PPD가 착용자의 피부와 접촉하게 될 경우 피부의 저항을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용량성 센서는, 저장되어 나중에 포워딩되거나 실시간으로 무선 채널을 통해 PPD와는 별개의 디바이스, 이를테면 중앙 데이터베이스에 전송될 수 있는 주기적인 및/또는 실시간 데이터를 수집하기 위해 무선 마이크로제어기와 페어링될 수 있다. 실시간 데이터는 시간에 걸친 저항 측정들을 기록하는 로그로부터 취해질 수 있다. 용량성 전극 센서로부터의 데이터는 중앙 데이터베이스에 전송되어 문서화될 수 있다. 이들 데이터 판독치들은, 착용자의 근로 교대의 길이와 같은 미리 결정된 기준들 동안 PPD가 착용된 누적 시간과 같은 조건들에 의해 프로세싱될 수 있다.
실시예 2: 호흡기 PPE의 다수의 용량성 센서들
다수의 무선 용량성 전극 센서들은, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니의 6000 Full Face와 같은 엘라스토머성 전면-피스(full face-piece) 호흡기의 얼굴 밀봉 영역 전반에 걸쳐 분배될 수 있다. 용량성 전극 센서들은, 예를 들어, 코, 광대 뼈들, 및 턱 영역들 근처의 특정 접촉 영역들에 배치될 수 있다. 용량성 전극 센서들은 시간에 걸친 피부의 저항을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 실시간 데이터는 시간에 걸친 저항 측정들을 기록하는 로그로부터 취해질 수 있다. 용량성 전극 센서들로부터의 데이터는 중앙 데이터베이스에 전송되어 문서화될 수 있다. 호흡기가 착용되는 간격에 걸친 용량성 전극 센서들로부터의 데이터의 변화들은 적합성(fit) 또는 착용자의 근로 환경에 대한 노출로부터의 보호의 표시자로서 사용될 수 있다. 몇일의 기간에 걸쳐 저항 데이터를 모니터링함으로써, 근로자가 근로 환경 내에서 적절하게 보호되지 않는다는 결정이 이루어질 수 있으며, 호흡기의 적합성을 재평가하는 것, 상이한 타입 또는 사이즈의 호흡기로 재맞춤하는 것, 또는 호흡기의 적절한 착용에 대한 부가적인 교육을 제공하는 것과 같이 그 문제를 정정하기 위한 노력들이 적절한 직원에 의해 착수된다. 적합성에 관련된 데이터는 사용 데이터의 타입의 일 예이다. 용량성 전극 센서들로부터의 데이터는, 호흡기가 착용되는 시간의 길이를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
실시예 3: 호흡기 PPE의 온도 및/또는 습도 센서들
온도 센서, 예를 들어, 코네티컷 스탬포드 소재의 오메가 엔지니어링 사(Omega Engineering, Inc.)로부터 입수가능한 CHAL-010-BW 열전대는, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니의 6000 Full Face와 같은 엘라스토머성 전면-피스 호흡기의 배기 흐름 경로 또는 사용자의 입으로부터 배기되는 공기 흐름의 경로의 PPE의 물품 내부에 포지셔닝될 수 있다. 오메가 CHAL-010-BW 정밀 게이지 무피복 작은 열 질량 열전대 센서는, 적어도 부분적으로는 그의 작은 열 질량 때문에 이러한 응용을 위해 사용될 수 있다. 그러한 작은 질량 열 센서들은, 착용자의 흡입 및 배기 사이클 동안 통상적으로 발생하는 바와 같이, 2초보다 작은 작은 시간 기간 내의 변화들, 또는 약 섭씨 1도의 온도의 주기적인 온도 변화들에 반응할 수 있다. 특정된 시간 간격에 걸친 온도의 변화들은 호흡기가 착용되고 있는 시간의 길이의 표시자로서 사용될 수 있다. 특정된 시간 간격에 걸친 온도의 변화들은 또한, 호흡기가 활성적으로 사용되고 있는 시간의 길이의 표시자로서 사용될 수 있다. 온도 센서로부터의 이들 데이터 판독치들은, 착용자의 근로 교대와 같은 요구된 시간 간격과 같은 미리 결정된 기준들 동안 호흡기가 착용되고 있는 시간의 길이를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, NTC 서미스터들이 열전대 대신 사용될 수 있다는 것을 유의할 것이다. 하나의 그러한 예는, 캘리포니아 오렌지 소재의 U.S. 센서 사(U.S. Sensor Corp.)로부터 입수가능한 USP10982이다.
대안적으로, 상대 습도(RH) 센서, 예를 들어, 텍사스 오스틴 소재의 실리콘 라보레이터리 사(Silicon Laboratories, Inc.)로부터의 Si7023-A20 습도 및 온도 센서 칩은, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니의 6000 Full Face와 같은 엘라스토머성 전면-피스 호흡기의 공기 흐름 또는 사용자의 입으로부터 배기되는 공기의 경로에 포지셔닝될 수 있다. 유사하게, 습도 센서는 5 내지 10초의 작은 시간 기간 내의 변화들에 신속하게 반응할 빠른 반응 타입을 가질 것이다. 습도 값들은, 환경 습도가 훨씬 더 낮은 경우라도 호흡기 마스크 내부에서 85% 만큼 높을 수 있다. 호흡기가 착용된 특정된 시간 간격에 걸친 상대 습도의 변화들은 호흡기가 착용된 시간의 길이 또는 호흡기가 활성 사용중인 시간의 길이의 표시자로서 사용될 수 있다. 습도 센서로부터의 이들 데이터 판독치들은, 착용자의 근로 교대와 같은 요구된 시간 간격과 같은 미리 결정된 기준들 동안 호흡기가 착용되고 있는 시간의 길이를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
온도 및 RH 센서들은 조합으로, 이를테면, 작은 폼 팩터의 결합된 센서의 Si7023-A20 온도 및 RH 센서 칩의 형태로 사용될 수 있다. 이것은, 단지 온도 또는 RH 센서 중 어느 하나를 사용하는 것보다 더 높은 정확도로 디바이스가 착용되거나 활성적으로 사용되는 시간의 길이를 결정하기 위해, 주기적인 온도 변동들과 함께 사람의 호흡을 검출하는 이점을 제공할 것이다.
실시예 4: 호흡기 PPE의 2개 이상의 온도 센서들
실시예 3에 설명된 온도 센서에 부가하여, 주변 또는 환경 온도를 모니터링하기 위해 제2 온도 센서가 PPE의 물품의 외부 표면 상에 포지셔닝될 수 있다. 내부 및 외부 센서들 사이의 차동 판독치들은, PPE가 착용되고 있는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 근로자가 PPE를 착용하고 있는 경우, 내부 센서에 의해 검출된 내부 온도는 외부 센서에 의해 검출된 온도와는 상이할 것이고, 사람의 호흡에 대응하는 패턴을 나타낼 것이다. 근로자가 PPE를 착용하고 있지 않은 경우, 내부 및 외부 온도 센서들에 의해 검출된 온도는 동일하거나, 서로의 주어진 범위 내에 있을 것이다. 내부 및 외부 온도 센서에 의해 검출된 온도 데이터는, 디바이스가 착용된 시간의 길이 및/또는 디바이스가 활성 사용중인 시간의 길이를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
실시예 5: 호흡기 PPE의 음향 센서
예를 들어, 텍사스 달라스 소재의 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments)로부터의 OPA371과 같은 저잡음 전치-증폭기와 결합된, 오사카 부 카도마 소재의 파나소닉 코포레이션(Panasonic Corporation)으로부터의 파나소닉 WM-61A와 같은 표준 피에조 마이크로폰을 포함하는 음향 회로는, 사람의 호흡 주파수들로 분리하기 위해, 본 개시내용을 판독할 시에 당업자에 의해 이해될 바와 같이 필수 필터들 및 주파수 동조 특징들과 함께 사용될 수 있다. 음향 회로는, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니의 6000 Full Face와 같은 엘라스토머성 전면-피스 호흡기의 배기 흐름 경로에 포지셔닝될 수 있다. 실시간 데이터는 시간에 걸친 음향 사운드 레벨 측정들을 기록하는 로그로부터 취해질 수 있다. 음향 회로로부터의 데이터는 로컬적으로 저장될 수 있고 그리고/또는 중앙 데이터베이스에 전송되어 문서화될 수 있다. 이들 음향 데이터 판독치들은, 디바이스가 착용된 시간의 길이 및/또는 디바이스가 활성 사용중인 시간의 길이를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
실시예 6: 청력 PPE의 음향 센서
음향 회로, 예를 들어, 미네소타 번스빌 소재의 Atmel 코포레이션으로부터의 OPA371과 같은 저잡음 전치-증폭기와 결합된, 뉴저지 뉴어크 소재의 파나소닉 코포레이션으로부터의 파나소닉 WM-61A와 같은 표준 피에조 마이크로폰은, 청력 보호기 머프 디바이스, 예를 들어, 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니로부터의 3M™ Peltor™ Optime™ 105 Earmuff와 같은 청력 보호 장비의 필수 필터들 및 주파수 동조 특징들의 모니터 사용과 함께; 또는 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니로부터의 3M™Peltor™ WS™ 5 Headset과 같은 청력 보호기 통신 헤드셋의 컵의 라이너 내부에서 사용될 수 있다.
실시예 7: 활성 무선 디바이스 통합
실시예 1 내지 실시예 6의 PPE 및 센서들은, 노르웨이 오슬로 소재의 노르딕 반도체(Nordic Semiconductor)로부터의 NRF51822 블루투스 저에너지(BLE) 칩과 같은 PPE에 통합되거나 그렇지 않으면 그에 고정된 활성 무선 디바이스를 포함하는 통신 모듈과 추가로 커플링될 수 있다. BLE 칩은 영역 내의 네트워크 블루투스 송신기들 또는 비콘들로부터 신호들을 수신할 수 있으며, 근로 환경 내의 사용자의 위치를 결정하기 위해, 수신된 신호들의 정보를 사용할 수 있다. PPE의 프로세서는, 사용자가 위험한 환경에 있었던 시간 동안 사용자가 PPE를 착용하고 있었는지 여부를 결정할 수 있지만, PPE가 착용된 시간의 길이를 결정하기 위해 센서들과 결합하여 환경 내의 블루투스 비콘들로부터의 데이터를 사용할 수 있다. 이러한 데이터는 PPE 사용 요건들의 준수를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 고위험 영역은, 근로자가 작은 시간 간격 동안에도 PPE를 제거하게 허용되지 않는다는 엄격한 준수를 요구할 것이다. 대조적으로, 근로자는 위험이 없는 영역에서 PPE를 제거하게 허용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 디바이스는 이들 시나리오들 둘 모두의 준수를 모니터링할 수 있다.
실시예 8: 중앙 데이터베이스로의 사용 데이터 전송
실시예 1 내지 실시예 8에 설명된 PPE의 통신 모듈은, 디바이스가 사용자에 의해 착용된 시간의 길이 및 개인 보호 장비가 활성 사용중인 시간의 길이를 포함하는 사용 데이터를 중앙 데이터베이스에 전송한다. 중앙 데이터베이스는 미리 결정된 시간 간격 동안 또는 디바이스의 수명에 걸쳐 PPD가 착용되었던 누적 시간을 표시하는 보고를 생성할 수 있다. 중앙 데이터베이스는 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해 사용 데이터를 사용한다.
다수의 변형된 다른 배열들이 청구된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 용이하게 고안될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
위의 설명에 기초하여, 본 개시내용의 양태들은 PPE 물품들이 적어도 하나의 기준을 충족하는지를 결정함으로써, PPE 물품들과 같은 물품들의 사용 시간(착용 시간)을 결정하기 위한 방법들 및 시스템들을 포함한다는 것이 인식될 것이다.
본 개시내용의 방법들 및 시스템들이 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자들은 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 이들에 대한 변화들 및 수정들이 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 것이다.
바람직한 실시예들의 본 발명의 상세한 설명에서, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 도시하는 첨부 도면이 참조된다. 도시된 실시예들은 본 발명에 따른 모든 실시예들을 총망라하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 실시예들이 이용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변화들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여지지 않을 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
달리 표시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 특징부 사이즈들, 양들, 및 물리적 속성들을 표현하는 모든 수치들은 모든 예시들에서 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터들은 본 명세서에 개시된 교시를 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 속성들에 의존하여 변할 수 있는 근사치들이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들("a", "an" 및 "the")은, 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상들을 갖는 실시예들을 포괄한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로, 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 그의 의미에 "및/또는"을 포함하는 것으로 이용된다.
"근위", "원위", "하부", "상부", "밑에", "아래에", "위에", 및 "상부 상에"를 포함하지만 이에 제한되지 않는 공간적으로 관련된 용어는 본 명세서에 사용되면, 요소(들)의 서로에 대한 공간적 관계들을 설명하기 위한 용이한 설명을 위해 이용된다. 그러한 공간적으로 관련된 용어들은 도면들에 도시되고 본 명세서에 설명된 특정 배향에 부가하여, 사용 또는 동작 시의 디바이스의 상이한 배향들을 포괄한다. 예를 들어, 도면들에 도시된 대상이 턴 오버되거나 뒤집히면, 다른 요소들 아래에 또는 밑에 있는 것으로 이전에 설명된 부분들이 그들 다른 요소들 위에 또는 상부 상에 있을 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 예를 들어, 요소, 컴포넌트, 또는 층이 다른 요소, 컴포넌트, 또는 층과 "일치하는 계면"을 형성하는 것으로, 또는 "그 상에" 있거나, "그에 연결"되거나, "그와 결합"되거나, "그 상에 적층"되거나, "그와 접촉"하는 것으로 설명될 때, 그것은, 예를 들어, 그 특정 요소, 컴포넌트, 또는 층 상에 직접 있을 수 있거나, 그에 직접 연결될 수 있거나, 그와 직접 커플링될 수 있거나, 그 상에 직접 적층될 수 있거나, 그와 직접 접촉할 수 있거나, 개재되는 요소, 컴포넌트, 또는 층이 그 특정 요소, 컴포넌트, 또는 층 상에 있을 수 있거나, 그에 연결될 수 있거나, 그와 결합될 수 있거나, 그와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 요소, 컴포넌트, 또는 층이 다른 요소 상에 "직접 있거나", "직접 연결되거나", "직접 커플링되거나", "직접 접촉되는" 것으로 지칭되는 경우, 예를 들어, 개재 요소들, 컴포넌트들 또는 층들은 없다. 본 개시내용의 기법들은 서버들, 랩톱 컴퓨터들, 데스크톱 컴퓨터들, 노트북 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 핸드헬드 컴퓨터들, 스마트폰들 등과 같은 매우 다양한 컴퓨터 디바이스들로 구현될 수 있다. 임의의 컴포넌트들, 모듈들, 또는 유닛들이 기능적 양태들을 강조하기 위해 설명되었고, 반드시 상이한 하드웨어 유닛들에 의한 실현을 요구하지는 않는다. 본 명세서에서 설명된 기법들은 또한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 모듈들, 유닛들 또는 컴포넌트들로서 설명된 임의의 특징부들은 통합 로직 디바이스로 함께 구현될 수 있거나, 또는 별개이지만 상호운용가능 로직 디바이스들로서 개별적으로 구현될 수 있다. 일부 경우들에서, 다양한 특징부들이 집적 회로 칩 또는 칩셋과 같은 집적 회로 디바이스로서 구현될 수 있다. 부가적으로, 대부분이 고유한 기능들을 수행하는 다수의 별개의 모듈들이 본 설명 전반에 걸쳐 설명되었지만, 모든 모듈들의 모든 기능들은 단일 모듈로 조합될 수 있거나 또는 심지어 추가의 부가적인 모듈들로 분할될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 모듈들은 단지 예시적이며, 더 양호한 이해의 용이함을 위해 그와 같이 설명되었다.
소프트웨어로 구현되면, 기법들은, 프로세서에서 실행될 때, 위에서 설명된 방법들 중 하나 이상을 수행하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체에 의해 적어도 부분으로 실현될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 유형의(tangible) 컴퓨터-판독가능 저장 매체를 포함할 수 있으며, 패키징 재료들을 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 형성할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 이를테면 동기식 동적 랜덤 액세스 메모리(SDRAM), 판독-전용 메모리(ROM), 비-휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 판독-전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장 매체 등을 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 또한 하드 디스크, 자기 테이프, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다용도 디스크(DVD), 블루-레이 디스크, 홀로그래픽 데이터 저장 매체, 또는 다른 비휘발성 저장 디바이스와 같은 비휘발성 저장 디바이스를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "프로세서"는 본 명세서에 설명된 기법들의 구현에 적합한 전술한 구조 또는 임의의 다른 구조 중 임의의 것을 지칭할 수 있다. 또한, 몇몇 양태들에서, 본 명세서에서 설명된 기능은 본 개시내용의 기법들을 수행하기 위해 구성된 전용 소프트웨어 모듈들 또는 하드웨어 모듈들 내에 제공될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우에도, 기법들은 소프트웨어를 실행하기 위한 프로세서, 및 소프트웨어를 저장하기 위한 메모리와 같은 하드웨어를 사용할 수 있다. 임의의 그러한 경우들에서, 본 명세서에 설명된 컴퓨터들은 본 명세서에 설명된 특정 기능들을 실행할 수 있는 특정 기계를 정의할 수 있다. 또한, 기법들은 프로세서로 또한 간주될 수 있는 하나 이상의 회로들 또는 로직 요소들로 완전히 구현될 수 있다.
Claims (25)
- 개인 보호 장비(personal protective equipment: PPE)의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 제1 센서;
상기 PPE의 물품이 상기 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정하는 클록(clock), 및
사용 데이터의 저장을 위한 메모리-상기 사용 데이터는 상기 PPE의 물품이 상기 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함함-
를 포함하는 프로세싱 모듈; 및
저장된 사용 데이터를 상기 PPE의 물품과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신하기 위한 통신 모듈
을 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 PPE의 물품은, 마스크, 호흡기, 안전모, 용접 헬멧, 청력 보호 머프(muff), 눈 보호기, 보호 의류, 안전 신발 또는 추락 방지 장치(fall protection harness) 중 하나인, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 센서는, 가속도계, 용량성 센서, 용량성 터치 스위치, 압력 스위치, 음향 센서, 리드(reed) 스위치, 온도 센서, 압력 감지 스위치, 가스 센서, 유량 센서 및 광 센서 중 하나인, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 통신 모듈은, 무선 주파수 식별(RFID) 태그, 지그비 무선 장치, 블루투스 송신기, ANT 노드 및 Wi-Fi 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 사용자가 상기 PPE의 물품을 착용하고 있는 경우, 상기 사용자의 피부와 접촉하는 밀봉 막을 더 포함하며, 상기 센서는 상기 사용자의 피부와 상기 밀봉 막의 접촉을 감지하기 위해 상기 밀봉 막 내에 배치되는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 제2 센서를 더 포함하며, 상기 제2 센서는, 상기 PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제6항에 있어서, 상기 제2 센서는, 상기 PPE의 물품이 파워 "온"(power ON)되는 것, 또는 상기 PPE의 물품의 나머지에 대한 상기 PPE의 물품의 컴포넌트의 작동 또는 움직임 중 적어도 하나를 검출함으로써, 상기 PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제7항에 있어서, 상기 사용 데이터는, 상기 PPE의 물품이 활성 사용중인 시간의 길이를 더 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 PPE의 물품의 필수 정비(necessary servicing) 또는 수명-종료를 결정하기 위해 상기 사용 데이터를 사용하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제9항에 있어서, 상기 PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 상기 프로세서는, 상기 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 상기 디바이스의 기능을 디스에이블링(disable)시키는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제1항에 있어서, 상기 PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 상기 프로세서는, 상기 디바이스가 착용되지 않으면 파워 "온"되기 위한 상기 디바이스의 기능을 디스에이블링시키는, 개인 보호 장비의 물품.
- 개인 보호 장비(PPE)의 물품이 사용자에 의해 착용되고 있는지 여부를 검출하는 제1 센서;
환경 인자를 검출하는 환경 센서;
상기 PPE의 물품이 상기 사용자에 의해 착용되고 있는 시간의 길이를 측정하는 클록, 및
사용 데이터의 저장을 위한 메모리-상기 사용 데이터는 상기 PPE의 물품이 상기 사용자에 의해 착용된 시간의 길이를 포함함-
를 포함하는 프로세싱 모듈; 및
저장된 사용 데이터를 상기 PPE의 물품과는 별개의 디바이스에 무선으로 송신하기 위한 통신 모듈
을 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 환경 센서는 공기 품질 및 주변 소음 레벨의 환경 특징들 중 적어도 하나를 검출하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제13항에 있어서, 상기 환경 센서는, 상기 검출된 환경 특징들에 기초하여 환경 등급을 생성하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제14항에 있어서, 상기 사용 데이터는 상기 환경 등급을 더 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 PPE의 물품은, 마스크, 호흡기, 안전모, 용접 헬멧, 청력 보호 머프, 눈 보호기, 보호 의류, 보호 신발 또는 추락 방지 장치 중 하나인, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 제1 센서는, 가속도계, 용량성 센서, 용량성 터치 스위치, 압력 스위치, 음향 센서, 리드 스위치, 온도 센서, 압력 감지 스위치, 가스 센서, 유량 센서 및 광 센서 중 하나인, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 통신 모듈은, 무선 주파수 식별(RFID) 태그, 지그비 무선 장치, 블루투스 송신기, ANT 노드 및 Wi-Fi 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 사용자가 상기 PPE의 물품을 착용하고 있는 경우, 상기 사용자의 피부와 접촉하는 밀봉 막을 더 포함하며, 상기 센서는 상기 사용자의 피부와 상기 밀봉 막의 접촉을 감지하기 위해 상기 밀봉 막 내에 배치되는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 제2 센서를 더 포함하며, 상기 제2 센서는, 상기 PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제20항에 있어서, 상기 제2 센서는, 상기 PPE의 물품이 파워 "온"되는 것, 또는 상기 PPE의 물품의 나머지에 대한 상기 PPE의 물품의 컴포넌트의 작동 또는 움직임 중 적어도 하나를 검출함으로써, 상기 PPE의 물품이 활성 사용중인지 여부를 검출하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제21항에 있어서, 상기 사용 데이터는, 상기 PPE의 물품이 활성 사용중인 시간의 길이를 더 포함하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정하기 위해 상기 사용 데이터를 사용하는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제23항에 있어서, 상기 PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 상기 프로세서는, 상기 PPE의 물품의 필수 정비 또는 수명-종료를 결정할 시에 파워 "온"되기 위한 상기 디바이스의 기능을 디스에이블링시키는, 개인 보호 장비의 물품.
- 제12항에 있어서, 상기 PPE의 물품은 전원공급되는 디바이스이며, 상기 프로세서는, 상기 디바이스가 착용되지 않으면 파워 "온"되기 위한 상기 디바이스의 기능을 디스에이블링시키는, 개인 보호 장비의 물품.
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