WO2018224373A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen einer luftqualität - Google Patents

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WO2018224373A1
WO2018224373A1 PCT/EP2018/064220 EP2018064220W WO2018224373A1 WO 2018224373 A1 WO2018224373 A1 WO 2018224373A1 EP 2018064220 W EP2018064220 W EP 2018064220W WO 2018224373 A1 WO2018224373 A1 WO 2018224373A1
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gas sensor
change
sensor
volatile organic
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Aibin Paul Lazar
Christoph Brueser
Ye LU
Thomas Claus
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring an air quality with at least one gas sensor and to an apparatus for carrying out the method.
  • Air quality measurements can be made, for example, by metal oxide gas sensors.
  • One possible approach to determining air quality is to detect volatile organic compounds in the air
  • VOCs volatile organic compounds
  • the gas sensors for monitoring the air quality usually consist of a doped metal oxide layer having a known electrical conductivity. Depending on the concentration of volatile organic compounds in an atmosphere adjacent to the metal oxide, the gas molecules may diffuse into the metal oxide layer and affect electrical conductivity. This effect and thus also a sensitivity of the metal oxide gas sensor are dependent on a temperature of the metal oxide layer. Such sensors must therefore be heated to temperatures of 200-400 ° C. This is realized by an integrated in the gas sensor electric heating element. Due to the necessary high operating temperatures, metal oxide gas sensors have a higher energy consumption. As a result, an application of such gas sensors problematic in battery-powered applications. The energy required to operate the gas sensor can be reduced by a pulsed mode. However, this can not be a continuous monitoring of
  • Air quality can be guaranteed.
  • a mobile gas measuring device is known as part of the personal protective equipment of an employee for performing a monitoring of an air quality in the immediate environment of the employee.
  • an acceleration sensor is used in parallel with a permanently operated gas sensor. The acceleration sensor can detect, for example, whether the gas sensor of the gas measuring device has been damaged or misaligned by a fall.
  • the object underlying the invention can be seen to provide a method for seamless monitoring of air quality with minimal energy consumption.
  • Air quality provided with a gas sensor. At least one physical variable of an air is determined by at least one additional sensor and from this a change in the at least one physical quantity of the air as an indicator via a change in the air quality is determined. Subsequently, based on the determined change in the at least one physical quantity, the gas sensor is activated or deactivated in an operating mode. Particularly in areas where humans are a major source of volatile organic compounds, for example by exhalation, a gas sensor can be used to measure or detect a concentration of volatile organic compounds.
  • the corresponding air can be, for example, a room air of a room or a building. Especially in non-ventilated rooms can be a rise in a relatively fast
  • the gas sensor can be, for example, a metal oxide gas sensor with a gas-sensitive heatable metal oxide layer. Based on the electrical conductivity or the electrical resistance of the heated
  • Metal oxide layer can be drawn conclusions on a concentration of volatile organic compounds and thus on the air quality. Due to the high energy requirement of the heating of the gas sensor, the gas sensor remains inactive and is activated as needed or situation-dependent and used to measure an air quality. In particular, changes in air quality may be decisive.
  • at least one additional sensor monitors a state of the air. In this case, at least one physical size of the air is monitored.
  • the at least one additional sensor may preferably be a passive sensor or an active sensor with a lower energy requirement. For example, in a room with people, an air temperature or humidity may change.
  • indirectly or directly related to the volatile organic compounds physical properties of the air can be used as indicators to a statement of an increase or decrease of a concentration of volatile organic
  • the gas sensor may be activated or placed in an operating mode in which a precise measurement of the concentration of volatile organic compounds is possible. Consequently, it will be activated or placed in an operating mode in which a precise measurement of the concentration of volatile organic compounds is possible. Consequently, it will be activated or placed in an operating mode in which a precise measurement of the concentration of volatile organic compounds is possible. Consequently, it will be activated or placed in an operating mode in which a precise measurement of the concentration of volatile organic compounds is possible. Consequently, it will
  • the gas sensor may be used to correct for volatile organic compound concentration for a period of determined change or duration. If an equilibrium of at least one physical size of the air is determined, again a constant concentration of volatile organic compounds can be determined be assumed, so that the gas sensor can be deactivated again.
  • the measurements of the gas sensor can provide information about the air quality and be used, for example, to take action. For example, windows can be opened automatically or
  • Ventilation devices are turned on. By activating the
  • the gas sensor can be minimized such that the gas sensor can determine or monitor the air quality over a longer period even in battery-powered applications.
  • the gas sensor can be deactivated when not in use.
  • the gas sensor in a mode of operation clocked detects a concentration of volatile organic
  • the gas sensor may perform measurements of concentration at a defined clock rate.
  • the gas sensor can be heated to an operating temperature for a predetermined period of time before a measurement and then during a measurement
  • the gas sensor is activated in an operating mode with a specific change depending on the timing for detecting the concentration of volatile organic compounds.
  • the gas sensor can perform isolated measurements with a low clock frequency, for example in a rest phase or in a deactivated state. If a change of a physical
  • the clock frequency can be increased for the duration of the change.
  • the clock frequency can be slightly increased, for example, for small changes in physical quantities and increased more for larger changes.
  • the gas sensor for a defined period of time may also be activated continuously in order to precisely as possible a course of the concentration Volatile organic compounds can be determined.
  • a clock frequency of the gas sensor can be set. The gas sensor is thus dynamic and precise operable despite minimal energy consumption.
  • the gas sensor continuously detects the concentration of volatile organic compounds in an operating mode. This can be advantageous in particular in the case of strong fluctuations or unexpectedly strong changes in the physical quantities of the air, since complete monitoring of the air quality is possible during a continuous measurement.
  • the continuous mode of operation may be limited in time or be deactivated again depending on at least one physical size of the air.
  • the physical size of the air uses an air temperature and / or humidity and / or air pressure.
  • a room temperature or air temperature rise as soon as people are in the rooms.
  • the respiration of people in rooms increases the relative humidity.
  • Such changes in air indicate an increased or an increased level of exhaled moist and warm air.
  • Consumed air in a room also increases the concentration of volatile organic compounds.
  • the physical quantities can be used as indicators or as a trigger for activating the gas sensor.
  • the device has at least one sensor for measuring a physical quantity of an air and at least one gas sensor for clocked measuring a
  • a control unit is connected to the at least one sensor and to the at least one gas sensor.
  • the control unit is used for controlling and controlling the at least one gas sensor and for evaluating the at least one sensor for measuring a physical quantity of the air. According to the invention is by the
  • Control unit at least one change of at least one physical size the air determined and adjustable depending on the determined change a timing of the gas sensor
  • the at least one gas sensor can be activated depending on the situation or as needed.
  • the gas sensor can be activated in the event of a detected change in at least one physical quantity of the air.
  • the gas sensor is operated clocked.
  • the higher a clock frequency the more accurately a concentration curve of volatile organic compounds can be measured.
  • a more accurate air quality analysis can be made from the more accurate measurements. Due to a higher energy requirement of the gas sensor at higher clock frequencies can be minimized by a situation-dependent variation of the clock frequency of the energy consumption of the gas sensor. The device remains dynamic despite the minimized energy consumption and precise in relevant situations. Such a device can also
  • the determination of a change in a physical quantity of the air can preferably take place with the aid of at least one limit value, so that slight fluctuations and measurement uncertainties of the sensors are not taken into account in the activation of the gas sensor.
  • the at least one physical variable of the air is an air temperature and / or an air humidity and / or air pressure.
  • Air temperature can be a situation within a room or a room
  • Air quality can be initiated by the at least one gas sensor. As a result, it can be estimated in an energy-saving manner whether a measurement by a gas sensor is necessary.
  • the timing of the gas sensor can be increased by the control unit as a function of the change in the at least one physical variable of the air.
  • Gas sensors are increased. It may be advantageous in some situations to increase the clock frequency such that the gas sensor continuously performs measurements of the concentration of volatile organic compounds for at least a defined period of time.
  • Control unit dependent on the change of the at least one physical size of the air, the timing of the gas sensor reducible.
  • an equilibrium can be established, so that no change can be detected. It is therefore no longer necessary to continue to operate the gas sensor with an increased energy consumption.
  • the clock frequency of the gas sensor can be reduced.
  • the clock frequency can also be reduced to a complete deactivation of the gas sensor.
  • a reduction of the clock frequency of the gas sensor can for example be done directly after setting a balance of the physical quantities or after a defined follow-up time.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a device according to a first
  • Fig. 2 is a schematic representation of a method according to a first
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 for measuring an air quality according to a first exemplary embodiment.
  • Device 1 comprises a gas sensor 2 for measuring a concentration of volatile organic compounds.
  • the gas sensor 2 here is a metal oxide gas sensor 2 with an internal heater for heating a gas-sensitive Metal oxide layer to an operating temperature.
  • the gas sensor 2 is electrically connected to a control unit 4.
  • the control unit 4 supplies the gas sensor 2 with electrical energy and can conduct an electrical conductivity of the gas-sensitive metal oxide layer of the gas sensor
  • the electrical energy necessary for operating the control unit 4 and the gas sensor 2 is provided by a battery 6.
  • the battery 6 is according to the embodiment, a lithium-ion
  • the sensors 8, 10, 12 are here a temperature sensor 8, a pressure sensor 10 and a humidity sensor 12.
  • the sensors 8, 10, 12 are connected to the
  • the temperature sensor 8 is, for example, a
  • the temperature sensor 8 can also be designed in the form of a thermocouple.
  • the pressure sensor 10 is a piezoresistive
  • the humidity sensor 12 is an electronic capacitive hygrometer.
  • control unit 4 registers changes in an air condition or physical condition
  • the gas sensor 2 may be de-energized and thus deactivated in a ground state. If a change is detected on the basis of the measured values of the sensors 8, 10, 12 by the control unit 4, the control unit 4 activates the gas sensor 2 by immediate heating of the metal oxide layer of the gas sensor 2 and the adjoining one
  • Gas sensors 2 are accelerated.
  • the control unit 4 may have further connections to actuators or other control unit.
  • countermeasures can thus be taken with a deterioration of the air quality.
  • windows can be opened or closed automatically.
  • Other sensors, such as rain sensors can here additional criteria for
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a method 14 for measuring an air quality with at least one gas sensor 2 according to a first embodiment.
  • a first step at least one physical quantity of the air is measured and monitored 15.
  • the gas sensor 2 can be activated 16 or a clock frequency of the gas sensor 2 can be increased. As long as a change in the state of the air persists, the gas sensor 2 remains active and measures a concentration of volatile organic compounds. In particular, the gas sensor 2 measures a change in the concentration of volatile organic compounds
  • the relevant physical variables of the local air environment or of a room air are monitored for possible changes.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Luftqualität mit mindestens einem Gassensor (2), wobei mindestens ein zusätzlicher Sensor (8, 10, 12) mindestens eine physikalische Größe der Luft ermittelt, eine Änderung dieser physikalischen Größe(n) als ein Indikator für eine Veränderung der Luftqualität bestimmt wird, und basierend auf dieser Änderung der Gassensor (2) in einen Betriebsmodus versetzt wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Messen einer Luftqualität
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen einer Luftqualität mit mindestens einem Gassensor sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Stand der Technik
Messungen einer Luftqualität können beispielsweise durch Metalloxid- Gassensoren durchgeführt werden. Ein möglicher Ansatz zum Bestimmten einer Luftqualität liegt darin, die in der Luft enthaltenen flüchtigen organischen
Verbindungen (volatile organic Compounds, VOCs) zu detektieren. Je höher eine Konzentration der flüchtigen organischen Verbindungen in der Luft ist, desto schlechter ist die Luftqualität. Insbesondere in geschlossenen Räumen können sich flüchtigen organischen Verbindungen durch Exspiration anreichern und zu einer erhöhten Konzentration in der Raumluft führen. Um gesundheitsschädliche Auswirkungen auf Menschen zu vermeiden muss die Luftqualität überwacht werden.
Die Gassensoren zum Überwachen der Luftqualität bestehen üblicherweise aus einer dotierten Metalloxid-Schicht mit einer bekannten elektrischen Leitfähigkeit. Abhängig von der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen in einer dem Metalloxid benachbarten Atmosphäre, können die Gasmoleküle in die Metalloxidschicht diffundieren und die elektrische Leitfähigkeit beeinflussen. Dieser Effekt und damit auch eine Empfindlichkeit des Metalloxid-Gassensors sind von einer Temperatur der Metalloxidschicht abhängig. Derartige Sensoren müssen somit auf Temperaturen von 200-400°C erhitzt werden. Dies wird durch ein in den Gassensor integriertes elektrisches Heizelement realisiert. Durch die notwendigen hohen Betriebstemperaturen weisen Metalloxid-Gassensoren einen höheren Energieverbrauch auf. Hierdurch ist ein Einsatz derartiger Gassensoren bei batteriebetriebenen Anwendungen problematisch. Die zum Betrieb des Gassensors benötigte Energie kann durch eine gepulste Betriebsart reduziert werden. Hierdurch kann jedoch keine durchgehende Überwachung der
Luftqualität gewährleistet werden.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 015 910 A1 ist eine mobile Gasmesseinrichtung als Teil der persönlichen Schutzausrüstung eines Mitarbeiters zum Durchführen einer Überwachung einer Luftqualität im direkten Umfeld des Mitarbeiters bekannt. Zum Erhöhen einer Funktionssicherheit und zum Erkennen von Fehlfunktionen wird ein Beschleunigungssensor parallel zu einem dauerhaft betriebenen Gassensor verwendet. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise erkennen, ob der Gassensor der Gasmesseinrichtung durch einen Sturz beschädigt oder dejustiert wurde.
Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften DE 10 2006 044 083 A1 , DE 10 2014 010 712 A1 und DE 10 2008 012 899 A1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum lückenlosen Überwachen einer Luftqualität mit minimalem Energieverbrauch zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Messen einer
Luftqualität mit einem Gassensors bereitgestellt. Es wird mindestens eine physikalische Größe einer Luft durch mindestens einen zusätzlichen Sensor ermittelt und daraus eine Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Luft als Indikator über eine Veränderung der Luftqualität bestimmt. Basierend auf der bestimmten Änderung der mindestens einen physikalischen Größe wird anschließend der Gassensor in einem Betriebsmodus aktiviert oder deaktiviert. Insbesondere in Bereichen, wo Menschen, beispielsweise durch Ausatmen, eine hauptsächliche Quelle an flüchtigen organischen Verbindungen sind, kann ein Gassensor zum Messen bzw. Detektieren einer Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen eingesetzt werden. Die entsprechende Luft kann beispielsweise eine Raumluft eines Raumes oder eines Gebäudes sein. Vor allem in nicht belüfteten Räumen kann relativ schnell ein Anstieg einer
Konzentration an flüchtigen organischen Verbindungen oder von
Kohlenstoffdioxid erfolgen. Der Gassensor kann beispielsweise ein Metalloxid Gassensor mit einer gassensitiven beheizbaren Metalloxidschicht sein. Anhand der elektrischen Leitfähigkeit bzw. dem elektrischen Widerstand der beheizten
Metalloxidschicht können Rückschlüsse auf eine Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen und damit auch auf die Luftqualität gezogen werden. Aufgrund des hohen Energiebedarfs der Heizung des Gassensors bleibt der Gassensor inaktiv und wird bei Bedarf bzw. situationsabhängig aktiviert und zum Messen einer Luftqualität verwendet. Hierzu können insbesondere Änderungen der Luftqualität entscheidend sein. Damit möglichst wenig Energie durch den Gassensor verbraucht wird, überwacht mindestens ein zusätzlicher Sensor einen Zustand der Luft. Hierbei wird zumindest eine physikalische Größe der Luft überwacht. Der mindestens eine zusätzliche Sensor kann vorzugsweise ein passiver Sensor oder ein aktiver Sensor mit einem geringeren Energiebedarf sein. Beispielsweise kann sich in einem Raum mit Menschen eine Lufttemperatur oder eine Luftfeuchtigkeit ändern. Somit können indirekt oder direkt mit den flüchtigen organischen Verbindungen zusammenhängende physikalische Eigenschaften der Luft als Indikatoren dazu verwendet werden eine Aussage über einen Anstieg oder einen Abfall einer Konzentration flüchtiger organischer
Verbindungen zu treffen. Bei einer Änderung einer physikalischen Größe der Luft, wie beispielsweise Temperatur, kann der Gassensor aktiviert bzw. in einen Betriebsmodus versetzt werden, in dem eine präzise Messung der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen möglich ist. Folglich wird davon
ausgegangen, dass die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen solange konstant bleibt bis physikalische Änderungen der Luft erkannt werden. Anschließend kann der Gassensor während einer Dauer einer ermittelten Änderung oder über diese Dauer hinaus zum Korrigieren der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen genutzt werden. Wird ein Gleichgewicht mindestens einer physikalischen Größe der Luft festgestellt, kann erneut von einer konstant bleibenden Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen ausgegangen werden, sodass der Gassensor erneut deaktiviert werden kann. Die Messungen des Gassensors können Informationen über die Luftqualität liefern und beispielsweise dazu verwendet werden Maßnahmen zu ergreifen. Beispielsweise können Fenster automatisch geöffnet oder
Belüftungseinrichtungen eingeschaltet werden. Durch die Aktivierung des
Gassensors bei Bedarf kann ein Energiebedarf derart minimiert werden, dass der Gassensor auch bei batteriebetriebenen Anwendungen die Luftqualität über einen längeren Zeitraum ermitteln bzw. überwachen kann. Vorzugsweise kann der Gassensor bei Nichtgebrauch deaktiviert werden. Insbesondere in Phasen, in denen keine Änderungen registriert werden bzw. ein Gleichgewicht der physikalischen Größen der Luft durch mindestens einen zusätzlichen Sensor ermittelt werden kann, ist es möglich den Gassensor vollständig von einer Energieversorgung zu entkoppeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens detektiert der Gassensor in einem Betriebsmodus getaktet eine Konzentration flüchtiger organischer
Verbindungen. Bei einem möglichen Betriebsmodus kann der Gassensor mit einer definierten Taktfrequenz Messungen der Konzentration durchführen.
Hierbei kann der Gassensor eine festgelegte Zeitspanne vor einer Messung auf eine Betriebstemperatur aufgeheizt werden und anschließend während einer
Aktivphase die Konzentration messen bevor die Messung unterbrochen und die Heizung deaktiviert wird. Hierdurch kann ebenfalls ein Energiebedarf des Gassensors reduziert werden. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Gassensor in einem Betriebsmodus mit einer von der bestimmten Änderung abhängigen Taktung zum Detektieren der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen aktiviert. Je nach Betriebsmodus kann der Gassensor beispielsweise in einer Ruhephase bzw. in einem deaktivierten Zustand mit einer geringen Taktfrequenz vereinzelte Messungen durchführen. Wenn eine Änderung einer physikalischen
Größe der Luft registriert wird, kann anschließend für die Dauer der Änderung die Taktfrequenz erhöht werden. Hierbei kann die Taktfrequenz beispielsweise bei kleinen Änderungen physikalischer Größen geringfügig erhöht und bei größeren Änderungen stärker erhöht werden. Bei größeren Änderungen physikalischer Größen der Luft kann der Gassensor für eine definierte Zeitdauer auch kontinuierlich aktiviert sein, um möglichst präzise einen Verlauf der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen ermitteln zu können. Hierdurch kann situationsabhängig eine Taktfrequenz des Gassensors eingestellt werden. Der Gassensor ist somit trotz minimalem Energiebedarf dynamisch und präzise betreibbar.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens detektiert der Gassensor in einem Betriebsmodus kontinuierlich die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen. Dies kann insbesondere bei starken Schwankungen oder unerwartet starken Änderungen von physikalischen Größen der Luft vorteilhaft sein, da während einer kontinuierlichen Messung eine lückenlose Überwachung der Luftqualität möglich ist. Der kontinuierliche Betriebsmodus kann hierbei zeitlich begrenzt sein oder abhängig von mindestens einer physikalischen Größe der Luft erneut deaktivierbar sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird als
physikalische Größe der Luft eine Lufttemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit und/oder Luftdruck verwendet. Insbesondere in geschlossenen Räumen kann beispielsweise eine Raumtemperatur bzw. Lufttemperatur steigen sobald sich Menschen in den Räumen befinden. Des Weiteren steigt durch die Atmung der Menschen in Räumen die relative Luftfeuchtigkeit. Derartige Änderungen der Luft deuten auf einen erhöhten oder einen steigenden Anteil an ausgeatmeter feuchter und warmer Luft hin. Mit steigendem Anteil an ausgeatmeter bzw.
verbrauchter Luft in einem Raum steigt auch die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen. Die physikalischen Größen können als Indikatoren bzw. als Auslöser zum aktivieren des Gassensors verwendet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum
Durchführen des Verfahrens zum Messen einer Luftqualität bereitgestellt. Die Vorrichtung weist mindestens einen Sensor zum Messen einer physikalischen Größe einer Luft und mindestens einen Gassensor zum getakteten Messen einer
Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen auf. Eine Steuereinheit ist mit dem mindestens einen Sensor und mit dem mindestens einen Gassensor verbunden. Die Steuereinheit dient zum Regeln und Steuern des mindestens einen Gassensors und zum Auswerten des mindestens einen Sensors zum Messen einer physikalischen Größe der Luft. Erfindungsgemäß ist durch die
Steuereinheit mindestens eine Änderung mindestens einer physikalischen Größe der Luft ermittelbar und abhängig von der ermittelten Änderung eine Taktung des Gassensors einstellbar
Durch die Steuereinheit kann der mindestens eine Gassensor situationsabhängig oder bei Bedarf aktiviert werden. Insbesondere kann der Gassensor bei einer festgestellten Änderung mindestens einer physikalischen Größe der Luft aktiviert werden. Vorzugsweise wird der Gassensor getaktet betrieben. Je höher hierbei eine Taktfrequenz ist, desto genauer kann ein Konzentrationsverlauf flüchtiger organischer Verbindungen gemessen werden. Aus den entsprechenden präziseren Messwerten kann schließlich eine genauere Analyse der Luftqualität durchgeführt werden. Aufgrund eines höheren Energiebedarfs des Gassensors bei höheren Taktfrequenzen kann durch eine situationsabhängige Variation der Taktfrequenz der Energieverbrauch des Gassensors minimiert werden. Die Vorrichtung bleibt trotz des minimierten Energieverbrauchs dynamisch und in relevanten Situationen präzise. Eine derartige Vorrichtung kann auch
batteriebetrieben und stationär oder mobil ausgeführt sein. Die Feststellung einer Änderung einer physikalischen Größe der Luft kann vorzugsweise mit Hilfe mindestens eines Grenzwertes erfolgen, sodass leichte Schwankungen und Messunsicherheiten der Sensoren nicht bei der Ansteuerung des Gassensors berücksichtigt werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist die mindestens eine physikalische Größe der Luft eine Lufttemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit und/oder Luftdruck. Durch die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck und eine
Lufttemperatur kann eine Situation innerhalb eines Raumes oder eines
Gebäudes im Vorfeld analysiert und bei Bedarf eine Untersuchung der
Luftqualität durch den mindestens einen Gassensor initiiert werden. Hierdurch kann energiesparend abgeschätzt werden, ob eine Messung durch einen Gassensor notwendig ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist durch die Steuereinheit abhängig von der Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Luft die Taktung des Gassensors erhöhbar. Bei einer starken
Änderung einer physikalischen Größe, wie beispielsweise bei einem Anstieg der Temperatur oder der Luftfeuchtigkeit, kann geschlussfolgert werden, dass auch ein Anteil an flüchtigen organischen Verbindungen in der Luft schnell ansteigt. Für eine präzise Messung der Konzentration kann die Taktfrequenz des
Gassensors erhöht werden. Es kann in manchen Situationen vorteilhaft sein die Taktfrequenz derart zu erhöhen, dass der Gassensor zumindest für eine definierte Zeitdauer kontinuierlich Messungen der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen durchführt.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist durch die
Steuereinheit abhängig von der Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Luft die Taktung des Gassensors verringerbar. Insbesondere nach Phasen mit einer registrierten Änderung mindestens einer physikalischen Größe der Luft kann sich ein Gleichgewicht einstellen, sodass keine Änderung mehr feststellbar ist. Es ist daher nicht mehr notwendig den Gassensor weiterhin mit einem erhöhten Energieverbrauch zu betreiben. Zum Minimieren des
Energieverbrauchs kann die Taktfrequenz des Gassensors reduziert werden. Die Taktfrequenz kann dabei auch bis zu einem vollständigen Deaktivieren des Gassensors reduziert werden. Ein Verringern der Taktfrequenz des Gassensors kann beispielsweise direkt nach einem Einstellen eines Gleichgewichtes der physikalischen Größen oder nach einer definierten Nachlaufzeit erfolgen.
Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen
Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel.
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
In der Figur 1 ist schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Messen einer Luftqualität gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die
Vorrichtung 1 weist einen Gassensor 2 zum Messen einer Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen auf. Der Gassensor 2 ist hier ein Metalloxid Gassensor 2 mit einer internen Heizung zum Aufheizen einer gassensitiven Metalloxidschicht auf eine Betriebstemperatur. Der Gassensor 2 ist mit einer Steuereinheit 4 elektrisch verbunden.
Die Steuereinheit 4 versorgt den Gassensor 2 mit elektrischer Energie und kann eine elektrische Leitfähigkeit der gassensitiven Metalloxidschicht des Gassensors
2 messen und in eine Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen in einer Luft umrechnen. Die zum Betrieb der Steuereinheit 4 und des Gassensors 2 notwendige elektrische Energie wird von einer Batterie 6 bereitgestellt. Die Batterie 6 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Lithium-Ionen-
Akkumulator und ist aufladbar ausgeführt. Des Weiteren sind drei Sensoren 8, 10, 12 zum Messen von physikalischen Größen einer die Vorrichtung 1 umgebenden Luft vorgesehen. Die Sensoren 8, 10, 12 sind hier ein Temperatursensor 8, ein Drucksensor 10 und ein Luftfeuchtigkeitssensor 12. Die Sensoren 8, 10, 12 sind mit der
Steuereinheit 4 verbunden und können von der Steuereinheit 4 ausgewertet werden. Der Temperatursensor 8 ist beispielsweise ein
Widerstandsthermometer. Der Temperatursensor 8 kann auch in Form eines Thermoelementes ausgeführt sein. Der Drucksensor 10 ist ein piezoresistiver
Drucksensor. Der Luftfeuchtigkeitssensor 12 ist ein elektronisches kapazitatives Hygrometer.
Anhand der durch die Sensoren 8, 10, 12 ermittelten Messwerte registriert die Steuereinheit 4 Änderungen eines Luftzustandes bzw. von physikalischen
Größen der Luft. Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann der Gassensor 2 in einem Grundzustand stromlos und damit deaktiviert sein. Wird anhand der Messwerte der Sensoren 8, 10, 12 durch die Steuereinheit 4 eine Änderung festgestellt, aktiviert die Steuereinheit 4 den Gassensor 2 durch ein sofortiges Aufheizen der Metalloxidschicht des Gassensors 2 und dem anschließenden
Messen der Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen. Abhängig von einem Grand der festgestellten Änderung des Zustandes der Luft kann eine Aufheizphase bzw. eine Inbetriebnahme des Gassensors 2 mit einer höheren oder geringeren Stromzufuhr erfolgen und damit eine Bereitschaft des
Gassensors 2 beschleunigt werden. Die Steuereinheit 4 kann weitere Anschlüsse zu Aktuatoren oder anderen Steuereinheit aufweisen. Insbesondere können somit bei einer Verschlechterung der Luftqualität Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise können Fenster automatisiert geöffnet oder geschlossen werden. Weitere Sensoren, wie beispielsweise Regensensoren können hier zusätzliche Kriterien zum
Durchführen der Gegenmaßnahmen darstellen.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 14 zum Messen einer Luftqualität mit mindestens einem Gassensor 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Es wird in einem ersten Schritt mindestens eine physikalische Größe der Luft gemessen und überwacht 15.
Wird eine Änderung einer physikalischen Größe der Luft festgestellt, kann abhängig von einem Grad der Änderung der Gassensor 2 aktiviert 16 oder eine Taktfrequenz des Gassensors 2 erhöht werden. Solange eine Änderung des Zustandes der Luft andauert bleibt der Gassensor 2 aktiv und misst eine Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen. Insbesondere misst der Gassensor 2 eine Änderung der Konzentration flüchtiger organischer
Verbindungen. Wird ein Gleichgewicht oder ein Abflachen der Änderung des Zustandes der Luft registriert, wird der Gassensor 2 in einem nächsten Schritt deaktiviert 17 oder eine Taktfrequenz verringert.
Anschließend wird erneut gemäß dem ersten Schritt 15 die relevanten physikalischen Größen der lokalen Luftumgebung bzw. einer Raumluft auf mögliche Änderungen hin überwacht.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (14) zum Messen einer Luftqualität mit mindestens einem
Gassensor (2), wobei
mindestens eine physikalische Größe einer Luft durch mindestens einen zusätzlichen Sensor (8, 10, 12) ermittelt wird (15),
eine Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Luft als ein Indikator über eine Veränderung der Luftqualität bestimmt wird und basierend auf der bestimmten Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Gassensor (2) in einem Betriebsmodus aktiviert oder deaktiviert wird (16, 17).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Gassensor (2) in einem
Betriebsmodus (16, 17) getaktet eine Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen detektiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gassensor (2) in einem
Betriebsmodus (16, 17) mit einer von der bestimmten Änderung abhängigen Taktung zum Detektieren der Konzentration flüchtiger organischer
Verbindungen aktiviert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gassensor (2) in einem Betriebsmodus (16) kontinuierlich die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen detektiert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als physikalische
Größe der Luft eine Lufttemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit und/oder Luftdruck verwendet wird.
6. Vorrichtung (1 ) zum Durchführen des Verfahrens (14) zum Messen einer Luftqualität nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisend,
mindestens einen Sensor (8, 10, 12) zum Messen einer physikalischen Größe einer Luft, mindestens einen Gassensor (2) zum getakteten Messen einer
Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen und
eine Steuereinheit (4) zum Steuern des mindestens einen Gassensors (2) und zum Auswerten des mindestens einen Sensors (8, 10, 12) zum Messen einer physikalischen Größe der Luft,
dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (4) mindestens eine Änderung mindestens einer physikalischen Größe der Luft ermittelbar und abhängig von der ermittelten Änderung eine Taktung des Gassensors (2) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine physikalische Größe der Luft eine Lufttemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit und/oder Luftdruck ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei durch die Steuereinheit (4) abhängig von der Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Luft die Taktung des Gassensors (2) erhöhbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei durch die
Steuereinheit (4) abhängig von der Änderung der mindestens einen physikalischen Größe der Luft die Taktung des Gassensors (2) verringerbar ist.
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