DE102016009486B4 - Blower filter system and header monitor unit in such a blower filter system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist ein Gebläsefiltersystem und eine Kopfstückmonitoreinheit (26) in einem solchen Gebläsefiltersystem, wobei das Gebläsefiltersystem ein Kopfstück (10) und ein das Kopfstück (10) über einen Schlauch (16) speisendes Gebläsefiltergerät umfasst, mit einem dem Kopfstück (10) zugeordneten Differenzdrucksensor (22) zur Ermittlung von Messwerten für einen Differenzdruck zwischen einem Innenraum des Kopfstücks (10) und der Umgebung und einem bei einem Unterdruck im Innenraum des Kopfstücks (10) aktivierbaren Anzeigeelement (24) im Kopfstück (10).The invention is a blower filter system and a head piece monitoring unit (26) in such a blower filter system, the blower filter system comprising a head piece (10) and a blower filter device feeding the head piece (10) via a hose (16), with a differential pressure sensor assigned to the head piece (10) (22) to determine measured values for a differential pressure between an interior of the head piece (10) and the environment and a display element (24) in the head piece (10) that can be activated when there is a negative pressure in the interior of the head piece (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Gebläsefiltersystem mit einem Gebläsefiltergerät mit einem Helm oder einer Haube insbesondere nach
Gebläsefiltersysteme der oben genannten Art werden für den leichten und mittleren Atemschutz eingesetzt und unterstützen den Anwender von Atemschutzfiltern, indem sie den Atemwiderstand im Gegensatz zu konventionellen Gasmasken herabsetzen und so eine lange und ermüdungsfreie Anwendung möglich machen. Ein Gebläsefiltersystem umfasst als Hauptkomponenten zum einen das meist am Gürtel getragene Gebläsefiltergerät und zum anderen das zum Beispiel als Haube oder Maske ausgeführte und mitunter auch als Kopfschutzbedeckung fungierende Kopfstück. Diese beiden Komponenten sind meist über einen Schlauch miteinander verbunden. Kontaminierte Umgebungsluft wird mittels des Gebläsefiltergeräts durch ein Filter angesaugt und dadurch von schädlichen Stoffen befreit sowie anschließend über den Schlauch zum Kopfstück geleitet und so dem Atemschutzträger zugeführt.Blower filter systems of the type mentioned above are used for light and medium respiratory protection and support the user of respiratory protection filters by reducing the breathing resistance in contrast to conventional gas masks and thus making long and fatigue-free use possible. The main components of a blower filter system include, on the one hand, the blower filter device, which is usually worn on a belt, and, on the other hand, the head piece, which is designed, for example, as a hood or mask and sometimes also functions as head protection. These two components are usually connected to one another via a hose. Contaminated ambient air is sucked in through a filter by means of the blower filter device and thereby freed from harmful substances and then passed through the hose to the head piece and thus fed to the respirator.
Neben der Hauptfunktion des Lufttransports informiert das Gebläsefiltergerät den Atemschutzträger mittels visueller oder akustischer Signale zusätzlich über den aktuellen Betriebszustand sowie eventuelle Fehlerfälle. Für den Atemschutzträger ist die sichere Funktion des Gebläsefiltersystems von lebenswichtiger Bedeutung. Daher muss auch die Information über eine Fehlfunktion des Gebläsefiltergeräts den Atemschutzträger sicher erreichen. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass der Atemschutzträger je nach Einsatzbedingungen aufgrund der jeweiligen Umgebungssituation oftmals kaum in der Lage ist, visuelle Signale des Gebläsefiltersystems bei einer Trageweise am Rücken oder auch akustische Signale in Situationen mit großer Lärmbelastung wahrzunehmen.In addition to the main function of air transport, the blower filter device also uses visual or acoustic signals to inform the wearer of the current operating status and any errors. The safe functioning of the blower filter system is of vital importance for the respirator. Therefore, the information about a malfunction of the blower filter device must reach the respirator safely. However, it has been found that, depending on the conditions of use, the respiratory protection wearer is often barely able to perceive visual signals from the blower filter system when worn on the back or acoustic signals in situations with a high level of noise pollution.
Es besteht folglich die Notwendigkeit, den im Folgenden mitunter auch nur kurz als Nutzer bezeichneten Atemschutzträger über die Funktion des Gebläsefiltersystems, insbesondere des davon umfassten Gebläsefiltergeräts, zu informieren.There is consequently the need to inform the respirator wearer, who is sometimes only referred to briefly below as the user, about the function of the blower filter system, in particular of the blower filter device it comprises.
Dafür ist ein geeignetes Alarmierungs- und Informationssystem vorgesehen, das an ein Gebläsefiltergerät per Kabel oder drahtlos angeschlossen ist. Mit diesem lassen sich Zustandsinformationen des Gebläsefiltergeräts und eventuelle Alarme auch im Kopfstück anzeigen. So lässt sich sicherstellen, dass der Atemschutzträger über den für ihn lebenswichtigen Zustand des Gebläsefiltergeräts informiert ist.A suitable alarm and information system is provided for this, which is connected to a blower filter device by cable or wirelessly. With this, status information of the blower filter device and any alarms can also be displayed in the head piece. This ensures that the respirator is informed about the vital condition of the blower filter device.
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Die bloße Betrachtung der Druckverhältnisse im Innern eines Schutzhelms ist für sich genommen bekannt. Zum Beispiel beschreibt die
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Ansätze zur rechnerischen Ermittlung eines Beginns einer Einatmung und eines Endes einer Ausatmung sind aus der
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, den Atemschutzträger noch besser und unmittelbar über eventuelle Fehler des Gebläsefiltersystems zu informieren.The invention is thus based on the problem of informing the respirator wearer even better and more directly about possible faults in the blower filter system.
Die Erfindung löst dieses Problem mit einem Gebläsefiltersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention solves this problem with a blower filter system having the features of claim 1.
Dazu sind bei einem Gebläsefiltersystem der eingangs genannten Art, das ein Kopfstück für eine Versorgung eines Atemschutzträgers mit Atemluft und ein das Kopfstück über einen Schlauch speisendes Gebläsefiltergerät umfasst, zusätzlich ein dem Kopfstück zugeordneter Differenzdrucksensor zur Ermittlung von Messwerten für einen Differenzdruck zwischen einem Innenraum des Kopfstücks (Atemraum) und der Umgebung, ein bei einem Unterdruck im Innenraum des Kopfstücks aktivierbares Anzeigeelement im Kopfstück, sowie eine Einheit mit einer Verknüpfungs- und Entscheidungslogik sowie mit Mitteln zur Atemphasenerkennung und Mitteln zur Atemfrequenzbereichsüberwachung in einem Signalpfad vom Differenzdrucksensor zum Anzeigeelement vorgesehen.For this purpose, in a blower filter system of the type mentioned, which comprises a head piece for supplying a respirator wearer with breathing air and a blower filter device that feeds the head piece via a hose, a differential pressure sensor assigned to the head piece for determining measured values for a differential pressure between an interior of the head piece ( Breathing space) and the environment, a display element in the headpiece that can be activated when there is a negative pressure in the interior of the headpiece, as well as a unit with a logic and decision-making logic as well as means for respiratory phase detection and means for respiratory frequency range monitoring in a signal path from the differential pressure sensor to the display element.
Die Einheit mit der Verknüpfungs- und Entscheidungslogik stellt mittels der Mittel zur Atemphasenerkennung und zur Atemfrequenzbereichsüberwachung sicher, dass nur störungsfreie Drucksignale zur Auswertung gelangen und gestörte Signale verworfen werden.The unit with the linking and decision logic ensures, by means of the means for respiratory phase recognition and respiratory frequency range monitoring, that only interference-free pressure signals are evaluated and that interfered signals are discarded.
Das oder die Mittel zur Atemfrequenzbereichsüberwachung wird bzw. werden im Folgenden kurz auch als Atemfrequenzbereichsüberwachung und die ausgeführte Funktion ebenfalls als Atemfrequenzbereichsüberwachung bezeichnet. Die Atemfrequenzbereichsüberwachung führt eine Überprüfung der Signale des Differenzdrucksensors auf einen physiologisch sinnvollen Frequenzbereich durch. Dieser Frequenzbereich reicht in Ruhe von etwa 12 bis zu 32 Atemzügen je Minute bei hoher physischer Belastung. Wird dieser Bereich verlassen, ist von einer Störung des Drucksignals auszugehen und das Signal wird als gestört eingestuft. Zudem ändert sich die Atemfrequenz nicht abrupt oder sprunghaft. Bei einer Änderung der Atemfrequenz von mehr als 25% zwischen zwei Atemphasen ist ebenfalls von einer Überlagerung mit einem Störsignal auszugehen.The device (s) for monitoring the respiratory frequency range is or are briefly referred to below as respiratory frequency range monitoring and the function carried out is also referred to as respiratory frequency range monitoring. The respiratory frequency range monitoring checks the signals of the differential pressure sensor for a physiologically meaningful frequency range. At rest, this frequency range extends from around 12 to 32 breaths per minute with high physical exertion. If this range is left, it can be assumed that the pressure signal is disturbed and the signal is classified as disturbed. In addition, the breathing rate does not change suddenly or erratically. If the breathing rate changes by more than 25% between two breathing phases, an overlay with an interference signal can also be assumed.
Das oder die Mittel zur Atemphasenerkennung wird bzw. werden im Folgenden kurz auch als Atemphasendetektor und die ausgeführte Funktion als Atemphasenerkennung bezeichnet und der Atemphasendetektor wertet zum Beispiel nur solche Signale aus, welche von der Atemfrequenzbereichsüberwachung als physiologisch sinnvoll bewertet worden sind. Dadurch ist der Atemphasendetektor in der Lage, aus den Messwerten vom Differenzdrucksensor auf robuste Weise die Atemphasen des Atemschutzträgers zu detektieren, d.h. Phasen der Einatmung (Inspiration) von Phasen der Ausatmung (Exspiration) zu unterscheiden. Genauso ist eine umgekehrte Abfolge denkbar, derart, dass mittels des Atemphasendetektors anhand der Messwerte vom Differenzdrucksensor Einatempausen eines Nutzers des Gebläsefiltersystems, also Zeiten maximaler Einatmung, erkannt werden und anschließend mittels der Atemfrequenzbereichsüberwachung eine Plausibilität einer erkannten Einatempause anhand von anatomisch möglichen Auftretenswahrscheinlichkeiten ermittelt wird. Auf dieser Basis - jedoch ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit - wird die nachfolgende Beschreibung fortgesetzt. Beide vorstehend skizzierten Abfolgen sind dabei stets mitzulesen und als von der vorgelegten Beschreibung umfasst anzusehen.The device (s) for respiratory phase detection is or are briefly referred to below as respiratory phase detector and the function performed as respiratory phase detection and the respiratory phase detector, for example, only evaluates signals that have been assessed as physiologically meaningful by respiratory rate range monitoring. As a result, the breathing phase detector is able to robustly detect the breathing phases of the respirator wearer from the measured values from the differential pressure sensor, ie phases of the To distinguish inhalation (inspiration) from phases of exhalation (expiration). A reverse sequence is also conceivable, in such a way that the respiratory phase detector uses the measured values from the differential pressure sensor to detect inhalation pauses of a user of the blower filter system, i.e. times of maximum inhalation, and then, by means of the respiratory rate range monitoring, a plausibility of a recognized inhalation pause is determined on the basis of anatomically possible occurrence probabilities. The following description is continued on this basis - but without renouncing any further general applicability. Both of the sequences outlined above are always to be read along with this and are to be regarded as being included in the description provided.
Die Verknüpfungs- und Entscheidungslogik wertet die Ergebnisse der Atemphasenerkennung und der Atemfrequenzbereichsüberwachung derart aus, dass nur störungsfreie Anteile des Drucksignals für die weitere Auswertung und Verarbeitung verwendet werden und somit bei wiederholter Erreichung eines Unterdrucks eine Signalisierung mittels des Anzeigeelements bewirkt wird, das dann den Atemschutzträger oder eine mit der Überwachung der Unterdrucksituation beauftragte Person vor einem unsicheren Atemschutzzustand warnt.The combination and decision logic evaluates the results of the respiratory phase detection and the respiratory frequency range monitoring in such a way that only interference-free parts of the pressure signal are used for further evaluation and processing and thus, when a negative pressure is repeatedly reached, a signal is generated by means of the display element, which then the respiratory protection wearer or a person charged with monitoring the negative pressure situation warns of an unsafe state of respiratory protection.
Auch für die hier vorgeschlagene Erkennung von Unterdrucksituationen insbesondere während spezieller Atemphasen, insbesondere Atempausen, ist ein Kopfstück mit einer dichtend anliegenden Maske vorteilhaft. Bei Kopfstücken ohne Dichtung am Gesicht (ähnlich denen von Schutzvisieren für Schweißer oder Lackierer), bei denen die durch das Gebläse zugeführte Zuluft lediglich von oben - zumeist vom Stirnbereich - nach unten herabströmt, verursachen oftmals tatsächliche Luftbewegungen Störungen der Drucksignale. Solche Luftbewegungen ergeben sich zum Beispiel aufgrund von Kopfbewegungen, Seitenwind oder Ähnlichem. Solche Störungen können die Atemphasenerkennung erschweren.A head piece with a mask that fits tightly is also advantageous for the detection of negative pressure situations proposed here, in particular during special breathing phases, in particular breathing pauses. In the case of head pieces without a seal on the face (similar to those of protective visors for welders or painters), where the supply air supplied by the blower only flows down from above - mostly from the forehead area - actual air movements often cause disturbances in the pressure signals. Such air movements result, for example, from head movements, cross winds or the like. Such disturbances can make breathing phase detection more difficult.
Die Verwendung eines dem Kopfstück zugeordneten Differenzdrucksensors trägt der Erkenntnis Rechnung, dass es für den Atemschutz entscheidend ist, im Kopfstück einen Unterdruck während der Einatemphase auszuschließen. Nur dann kann davon ausgegangen werden, dass die eingeatmete Luft ausschließlich aus der Luftzuführung durch das Gebläsefiltergerät stammt und nicht aus der eventuell kontaminierten Umgebung und über eventuelle Undichtigkeiten des Kopfstücks in den Innenraum des Kopfstücks eingedrungen ist.The use of a differential pressure sensor assigned to the head piece takes into account the knowledge that it is crucial for respiratory protection to exclude negative pressure in the head piece during the inhalation phase. Only then can it be assumed that the inhaled air comes exclusively from the air supply through the blower filter device and has not penetrated into the interior of the headpiece from the possibly contaminated environment and via possible leaks in the headpiece.
Aktuelle Gebläsefiltersysteme stellen durch ein deutliches Überangebot an Luft im Innenraum des Kopfstücks sicher, dass die eingeatmete Luft ausschließlich aus der Luftzuführung durch das Gebläsefiltergerät stammt. Überschüssige Luft strömt dabei ständig durch das Ausatemventil in die Umgebung. Zusätzlich wird die zugeführte Luft dazu genutzt, die mit Kohlenstoffdioxid (CO2) angereicherte Ausatemluft aus dem Kopfstück zu spülen. Eine besondere Anreicherung der Ausatemluft mit Kohlenstoffdioxid wird jedoch erst deutlich, wenn der Atemschutzträger zu ermüden beginnt oder eine Hypoxie eintritt.Current blower filter systems ensure through a significant excess of air in the interior of the head piece that the inhaled air comes exclusively from the air supply through the blower filter device. Excess air flows continuously through the exhalation valve into the environment. In addition, the supplied air is used to flush the exhaled air enriched with carbon dioxide (CO 2 ) from the headpiece. However, a particular enrichment of the exhaled air with carbon dioxide only becomes apparent when the person wearing the respirator begins to tire or hypoxia occurs.
Eine Unterdrucksituation kann sich aufgrund von Leckagen ergeben, die wiederum aus der Tragesituation des Kopfstücks oder einer eventuellen Beschädigung des Kopfstücks herrühren können.A negative pressure situation can arise due to leakages, which in turn can result from the wearing situation of the head piece or possible damage to the head piece.
Durch den dem Kopfstück zugeordneten Differenzdrucksensor lassen sich Unterdrucksituationen im Kopfstück erkennen und davon ausgehend ist mit einer entsprechenden Aktivierung des ebenfalls im Kopfstück vorgesehenen Anzeigeelements eine diesbezügliche Information des Atemschutzträgers möglich. Der Differenzdrucksensor misst den Differenzdruck zwischen dem Innenraum des Kopfstücks und der Umgebung und gibt einen diesbezüglichen Messwert ab. Die Aktivierung des Anzeigeelements erfolgt dann auf Basis des jeweiligen Messwerts oder einer verarbeiteten Form des Messwerts. Jedenfalls kann der Atemschutzträger bei einem Gebläsefiltersystem, das einen dem Kopfstück zugeordneten Differenzdrucksensor umfasst, durch ein auf Basis des von dem Differenzdrucksensor gelieferten Messwerts angesteuertes Anzeigeelement umgehend über eine eventuelle Unterdrucksituation im Kopfstück informiert werden.The differential pressure sensor assigned to the headpiece enables negative pressure situations in the headpiece to be recognized and, based on this, information can be provided to the respiratory protection wearer with a corresponding activation of the display element also provided in the headpiece. The differential pressure sensor measures the differential pressure between the interior of the head piece and the environment and outputs a corresponding measured value. The display element is then activated on the basis of the respective measured value or a processed form of the measured value. In any case, in the case of a blower filter system that includes a differential pressure sensor assigned to the head piece, the respirator wearer can be informed immediately of a possible negative pressure situation in the head piece by a display element controlled on the basis of the measured value supplied by the differential pressure sensor.
Eine Besonderheit des hier vorgeschlagenen Gebläsefiltersystems besteht darin, dass eine Auswertung der Messwerte vom Differenzdrucksensor in Bezug auf eine eventuelle Unterdrucksituation während der Einatempausen (Zeiten maximaler Einatmung) des Atemschutzträgers, also des Nutzers des Gebläsefiltersystems, erfolgt. Zu diesem Zweck umfasst das Gebläsefiltersystem als Mittel zur Atemphasenerkennung einen Atemphasendetektor zur Erkennung von Einatempausen des Atemschutzträgers. Weil sich die Druckverhältnisse im Innenraum des Kopfstücks beim Einatmen und Ausatmen des Atemschutzträgers zwangsläufig ändern, sind die Druckverhältnisse während der Atempausen und speziell während der Einatempausen besonders charakteristisch für eine Erkennung einer eventuellen Unterdrucksituation. Das Gebläsefiltersystem liefert also aufgrund der Erkennung von Atemphasen und aufgrund einer Auswertung der Messwerte des Differenzdrucksensors genau während einer damit automatisch erkannten Einatempause besonders verlässliche Ergebnisse bei der Signalisierung einer Unterdrucksituation und vermeidet störende und vor allem den Atemschutzträger verunsichernde Fehlalarme.A special feature of the blower filter system proposed here is that the measured values from the differential pressure sensor are evaluated in relation to a possible negative pressure situation during the inhalation pauses (times of maximum inhalation) of the respirator wearer, i.e. the user of the blower filter system. For this purpose, the blower filter system comprises, as a means for breathing phase recognition, a breathing phase detector for recognizing pauses in breathing of the respirator wearer. Because the pressure conditions in the interior of the headpiece inevitably change when the person wearing the respirator inhales and exhales, the pressure conditions during the breathing pauses and especially during the inhalation pauses are particularly characteristic for a detection of a possible negative pressure situation. The blower filter system therefore delivers particularly reliable results when signaling a negative pressure situation due to the detection of breathing phases and due to an evaluation of the measured values of the differential pressure sensor precisely during an inhalation pause that is automatically recognized and avoids disruptive and above all unsettling false alarms for the respirator.
Zur Erkennung einer Einatempause erfolgt mittels des Atemphasendetektors eine Analyse des Differenzdrucksignals. Aus einer erkannten Einatempause, also einer erkannten Phase maximaler Einatmung (lokales Minimum im Differenzdrucksignal), ergibt sich ein Zeitwert in Bezug auf das Differenzdrucksignal. Mit einem derartigen Zeitwert kann das Differenzdrucksignal an einer durch den Zeitwert bestimmten Stelle in Bezug auf das Vorliegen einer eventuellen Unterdrucksituation überprüft werden, zum Beispiel indem die Amplitude des Differenzdrucksignals zum jeweiligen Zeitwert mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert verglichen wird und bei Unterschreiten des Schwellwerts auf das tatsächliche Vorliegen einer Unterdrucksituation geschlossen wird. Dann wird ein Signal zur Ansteuerung des jeweiligen Anzeigeelements oder einer Mehrzahl von Anzeigeelementen generiert.An analysis of the differential pressure signal is carried out by means of the breathing phase detector to detect a pause in inhalation. From a recognized inhalation pause, i.e. a recognized phase of maximum inhalation (local minimum in the differential pressure signal), a time value is obtained in relation to the differential pressure signal. With such a time value, the differential pressure signal can be checked at a point determined by the time value with regard to the presence of a possible negative pressure situation, for example by comparing the amplitude of the differential pressure signal at the respective time value with a predefined or predefinable threshold value and, if the value falls below the threshold value, to the actual presence of a negative pressure situation is concluded. A signal for controlling the respective display element or a plurality of display elements is then generated.
Eine weitere Besonderheit des hier vorgeschlagenen Gebläsefiltersystems besteht darin, dass diese im Signalpfad vom Differenzdrucksensor zum Anzeigeelement eine als Mittel zur Atemfrequenzbereichsüberwachung fungierende Vorrichtung oder Softwarefunktionalität oder eine Kombination aus Softwarefunktionalität mit zugehörigen Vorrichtungselementen (µP, µC, SPS) umfasst. Diese ist zur Plausibilitätsprüfung einer erkannten Atempause anhand von anatomisch möglichen Auftretenswahrscheinlichkeiten von Ein- und/oder Ausatempausen bestimmt. Die Einatempausen ergeben sich zum Beispiel als Orte der Minima zwischen jeweils zwei benachbarten Nulldurchgängen im Differenzdrucksignal. Zur Plausibilitätsprüfung lässt sich dabei berücksichtigen, ob der ermittelte Ort der Atempause ausreichend in der Mitte zwischen den beiden Nulldurchgängen liegt. Ist dies nicht der Fall, ist eher davon auszugehen, dass das Differenzdrucksignal stückweise fehlerhaft ist oder dass zum Beispiel nur ein lokaler Extremwert erkannt wurde. Eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit zur Plausibilitätsprüfung besteht darin, eine Dauer, während derer das Differenzdrucksignal auf dem Niveau des ermittelten Extremwerts verbleibt, in Betracht zu ziehen, wobei eine zu kurze Dauer, also eine Dauer unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitgrenzwerts, auf eine Fehlauswertung oder eine Fehlerhaftigkeit des Differenzdrucksignals schließen lässt. Andere statistische oder sonstige Kriterien sind ebenfalls denkbar, zum Beispiel eine ausreichende Steilheit des Verlaufs des Differenzdrucksignals vor dem als Einatempause ermittelten Extremwert, usw. Indem eine solche Atemfrequenzbereichsüberwachung verwendet wird, gelingt es, Fehlauswertungen noch weiter zu reduzieren.Another special feature of the fan filter system proposed here is that it includes a device or software functionality or a combination of software functionality with associated device elements (µP, µC, PLC) in the signal path from the differential pressure sensor to the display element. This is determined for the plausibility check of a recognized breathing pause on the basis of anatomically possible occurrence probabilities of inhalation and / or exhalation pauses. The inhalation pauses result, for example, as the locations of the minima between two adjacent zero crossings in the differential pressure signal. For the plausibility check, it can be taken into account whether the determined location of the breathing pause is sufficiently in the middle between the two zero crossings. If this is not the case, it is more likely to be assumed that the differential pressure signal is partially incorrect or that, for example, only a local extreme value was recognized. An alternative or additional possibility for a plausibility check is to take into account a duration during which the differential pressure signal remains at the level of the determined extreme value, with a duration that is too short, i.e. a duration below a specified or specifiable time limit value, due to an incorrect evaluation or suggests that the differential pressure signal is incorrect. Other statistical or other criteria are also conceivable, for example a sufficient steepness of the profile of the differential pressure signal before the extreme value determined as the inhalation pause, etc. By using such a breathing frequency range monitoring, it is possible to further reduce incorrect evaluations.
Schließlich besteht eine Besonderheit des Gebläsefiltersystems auch noch darin, dass dieses im Signalpfad vom Differenzdrucksensor zu dem oder jedem Anzeigeelement die Verknüpfungs- und Entscheidungslogik umfasst. Diese ist einerseits zur Verknüpfung einer erkannten Einatempause des Atemschutzträgers mit einem vom Differenzdrucksensor erhaltenen Messwert sowie andererseits zur Entscheidung im Hinblick auf das Vorliegen einer Unterdrucksituation im Kopfstück anhand des Messwerts bestimmt. Die erkannte Einatempause des Atemschutzträgers, also eine erkannte Phase maximaler Einatmung, spezifiziert einen für die Auswertung des Differenzdrucksignals relevanten Zeitpunkt. Der Wert des Differenzdrucksignals zu diesem Zeitpunkt wird zur Entscheidung im Hinblick auf das Vorliegen einer Unterdrucksituation im Kopfstück ausgewertet. Eine Unterdrucksituation liegt dabei dann vor, wenn der ermittelte zugehörige Differenzdruckwert unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwerts liegt. Optional kann vorgesehen sein, dass nur dann auf das Vorliegen einer Unterdrucksituation entschieden wird, wenn der ermittelte Differenzdruckwert zumindest für eine vorgegebene oder vorgebbare Zeitspanne unterhalb des vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwerts liegt. Dies kann mit einer Berücksichtigung einer Dauer der Schwellwertunterschreitung und ohne eine Berücksichtigung einer solchen Dauer optional noch dahingehend erweitert werden, dass nur dann auf das Vorliegen einer Unterdrucksituation entschieden wird, wenn die Schwellwertunterschreitung während einer vorgegebenen oder vorgebbaren Mehrzahl von erkannten Einatempausen, zum Beispiel während vier, fünf oder acht aufeinander folgender Einatempausen, besteht. Dies ist zur weiteren Verringerung von eventuellen Fehlauswertungen wirksam. Wenn mittels der Einheit mit Verknüpfungs- und Entscheidungslogik eine Unterdrucksituation während einer als plausibel erkannten Einatempause erkannt wird, generiert die Einheit mit Verknüpfungs- und Entscheidungslogik das Alarmsignal zur Ansteuerung des Anzeigeelements.Finally, a special feature of the blower filter system is that it includes the logic and decision-making logic in the signal path from the differential pressure sensor to the or each display element. This is intended on the one hand to link a recognized breathing pause of the respirator wearer with a measured value obtained from the differential pressure sensor and on the other hand to decide whether a negative pressure situation is present in the head piece on the basis of the measured value. The recognized inhalation pause of the respiratory protection wearer, that is to say a recognized phase of maximum inhalation, specifies a point in time relevant for the evaluation of the differential pressure signal. The value of the differential pressure signal at this point in time is evaluated in order to make a decision with regard to the presence of a negative pressure situation in the head piece. A negative pressure situation is present when the associated differential pressure value determined is below a predetermined or predeterminable threshold value. Optionally, it can be provided that a decision is made as to the existence of a negative pressure situation only if the determined differential pressure value is below the predetermined or specifiable threshold value for at least a specified or specifiable period of time. Taking into account the duration of the undershooting of the threshold value and without taking into account such a duration, this can optionally be expanded to the extent that a decision is made as to the existence of a negative pressure situation only if the undershooting of the threshold value occurs during a predetermined or predeterminable plurality of recognized inhalation pauses, for example during four , five or eight consecutive inhalation pauses. This is effective for further reducing possible incorrect evaluations. If, by means of the unit with linking and decision-making logic, a negative pressure situation is detected during an inhalation pause that is recognized as plausible, the unit with linking and decision-making logic generates the alarm signal for controlling the display element.
Als Anzeigeelement kommen ein optisches und/oder ein akustisches Anzeigeelement in Betracht. Im Falle eines optischen Anzeigeelements kann dieses zum Beispiel unterschiedliche optische Reize (Farbe, Helligkeit, Blinkintervall, etc.) auslösen. Entsprechendes gilt grundsätzlich für ein akustisches Anzeigeelement und die damit auslösbaren akustischen Reize (Tonhöhe, Lautstärke, Tonfolge, etc.). In Abhängigkeit von dem vom Differenzdrucksensor gelieferten Messwert kann damit auch eine spezifische Ansteuerung des Anzeigeelements erfolgen, die den Atemschutzträger damit über das Maß der jeweils erkannten Unterdrucksituation informiert und zum Beispiel bei einer nur geringen Unterdrucksituation zu einer Ansteuerung des Anzeigeelements zur Abgabe eines optischen Signals mit einer ersten Farbe und bei einer gravierenden Unterdrucksituation zu einer Ansteuerung des Anzeigeelements zur Abgabe eines optischen Signals mit einer zweiten Farbe führt. Die spezifische Reaktion auf das Maß des jeweils erkannten Unterdrucks kann auch noch feingranularer ausgestaltet werden, so dass zum Beispiel bei zunehmender Schwere der erkannten Unterdrucksituation eine Kombination verschiedener optischer Reize durch das Anzeigeelement dargestellt wird (zum Beispiel Farbe und Helligkeit oder Farbe und Blinken). Im Weiteren können dann auch die Farbe und die Blinkfrequenz mit der Schwere der erkannten Unterdrucksituation wechseln, so dass der Atemschutzträger sehr genau über die Funktion und gegebenenfalls eine Restfunktion des Gebläsefiltersystems orientiert ist.An optical and / or an acoustic display element can be considered as the display element. In the case of an optical display element, this can, for example, trigger different optical stimuli (color, brightness, flashing interval, etc.). The same applies in principle to an acoustic display element and the acoustic stimuli that can be triggered with it (pitch, volume, tone sequence, etc.). Depending on the measured value supplied by the differential pressure sensor, specific control of the display element can take place, which informs the respiratory protection wearer about the extent of the negative pressure situation recognized and, for example, in the case of only a slight negative pressure situation, to control the display element to emit an optical signal with a first color and in a serious negative pressure situation leads to a control of the display element to output an optical signal with a second color. The specific response to the degree of each The detected negative pressure can also be made more finely granular, so that, for example, with increasing severity of the detected negative pressure situation, a combination of different optical stimuli is displayed by the display element (for example color and brightness or color and blinking). Furthermore, the color and the flashing frequency can then also change with the severity of the detected negative pressure situation, so that the respiratory protection wearer is very precisely oriented about the function and possibly a residual function of the blower filter system.
Die beschriebenen optischen Signale sind dabei nur Beispiele und genauso kommen akustische Signale oder eine Kombination von optischen und akustischen Signalen und eine Kombination entsprechender Anzeigeelemente in Betracht. Zusätzlich oder alternativ kommt auch eine Anzeige einer eventuellen Unterdrucksituation mittels taktil wahrnehmbarer Signale in Betracht. Das aktivierbare Anzeigeelement führt dann zum Beispiel zu einer Vibration des Kopfstücks oder eines Teils des Kopfstücks, die für den Atemschutzträger ohne weiteres wahrnehmbar ist. Auch hier ist eine Anpassung der Anzeige an eine Schwere der jeweiligen Unterdrucksituation möglich, indem eine Frequenz und/oder eine Amplitude oder eine Frequenzfolge der Vibration an die Schwere der Unterdrucksituation angepasst sind bzw. ist.The optical signals described are only examples and acoustic signals or a combination of optical and acoustic signals and a combination of corresponding display elements can also be considered. Additionally or alternatively, a display of a possible negative pressure situation by means of tactilely perceptible signals can also be considered. The activatable display element then leads, for example, to a vibration of the head piece or of a part of the head piece, which is easily perceptible to the respiratory protection wearer. Here, too, it is possible to adapt the display to the severity of the respective negative pressure situation, in that a frequency and / or an amplitude or a frequency sequence of the vibration is or is adapted to the severity of the negative pressure situation.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims. References used here indicate the further development of the subject matter of the main claim through the features of the respective subclaim. They are not to be understood as a waiver of the achievement of an independent, objective protection for the combinations of features of the related dependent claims. Furthermore, with regard to an interpretation of the claims in a more detailed specification of a feature in a subordinate claim, it can be assumed that such a restriction does not exist in the respective preceding claims.
Bei einer Ausführungsform des Gebläsefiltersystems handelt es sich bei dem Kopfstück um eine Maske, insbesondere eine an einem Gesicht eines Anwenders/ Atemschutzträgers dichtend anliegende Maske, zur Anwendung in Umgebungen mit gesundheitlich bedenklichen Konzentrationen an Gasen (chemisch, biochemisch, biologisch, Rauchgase) oder Dämpfen (Treibmittel, Aerosole, Lösungsmittel) und dergleichen. Eine solche Maske weist ein meist passives Ausatemventil auf, insbesondere in einer Ausführungsform als Rückschlagventil, über welches der Anwender verbrauchte Ausatemluft an die Umgebung ausatmet.In one embodiment of the blower filter system, the head piece is a mask, in particular a mask that fits tightly on the face of a user / respirator wearer, for use in environments with concentrations of gases (chemical, biochemical, biological, smoke gases) or vapors ( Propellants, aerosols, solvents) and the like. Such a mask has a mostly passive exhalation valve, in particular in one embodiment as a non-return valve, through which the user exhales used exhaled air to the environment.
Bei einer Ausführungsform des Gebläsefiltersystems ist ein Tiefpassfilter in einem Signalpfad vom Differenzdrucksensor zum Anzeigeelement vorgesehen. Auf diese Weise können irrelevante Aspekte des Differenzdrucksignals, also eines zeitlichen Verlaufs der vom Differenzdrucksensor gelieferten Messwerte, ausgeblendet werden. Dies ist besonders relevant für eine eventuelle digitale Verarbeitung des Differenzdrucksignals, weil dann die notwendige Abtastrate reduziert werden kann und damit eine Verringerung der für die Verarbeitung des Differenzdrucksignals notwendigen Rechenleistung einhergeht. Solche irrelevanten Aspekte des Differenzdrucksignals werden im Folgenden als transiente Bewegungsartefakte bezeichnet und resultieren zum Beispiel aus Bewegungen oder Handlungen des Atemschutzträgers und damit einhergehenden Druckänderungen.In one embodiment of the blower filter system, a low-pass filter is provided in a signal path from the differential pressure sensor to the display element. In this way, irrelevant aspects of the differential pressure signal, that is to say of a time profile of the measured values supplied by the differential pressure sensor, can be masked out. This is particularly relevant for a possible digital processing of the differential pressure signal, because then the necessary sampling rate can be reduced and this is accompanied by a reduction in the computing power required for processing the differential pressure signal. Such irrelevant aspects of the differential pressure signal are referred to below as transient movement artifacts and result, for example, from movements or actions of the respiratory protection wearer and associated pressure changes.
Zur Analyse des Differenzdrucksignals zur Erkennung von Einatempausen des Nutzers ist vorgesehen, dass mittels des Atemphasendetektors ein Minimum zwischen zwei benachbarten Nulldurchgängen im Differenzdrucksignal, also in einem vom Differenzdrucksensor erhältlichen Messwerteverlauf, ermittelbar ist. Ein Atemphasendetektor lässt sich insbesondere als Teil einer Softwarefunktionalität zur Verarbeitung des Differenzdrucksignals realisieren. Die Vorrichtung verarbeitet eine digitalisierte Form des Differenzdrucksignals und vermag zum Beispiel anhand eines Vorzeichenwechsels benachbarter Messwerte innerhalb des Differenzdrucksignals einzelne Nulldurchgänge zu erkennen. Zwischen zwei benachbarten Nulldurchgängen wird dann in an sich bekannter Art das Minimum der zwischen den Nulldurchgängen eingeschlossenen Messwerte ermittelt und sobald der das Minimum darstellende niedrigste Messwert innerhalb dieses Abschnitts des Differenzdrucksignals ermittelt wurde, liegt damit ein eine Einatempause des Atemschutzträgers beschreibender Zeitwert in Bezug auf das Differenzdrucksignal vor.To analyze the differential pressure signal to detect pauses in breathing by the user, it is provided that the breathing phase detector can be used to determine a minimum between two adjacent zero crossings in the differential pressure signal, i.e. in a measured value curve obtainable from the differential pressure sensor. A breathing phase detector can in particular be implemented as part of a software functionality for processing the differential pressure signal. The device processes a digitized form of the differential pressure signal and is able, for example, to recognize individual zero crossings based on a change in sign of adjacent measured values within the differential pressure signal. Between two adjacent zero crossings, the minimum of the measured values included between the zero crossings is then determined in a manner known per se and as soon as the lowest measured value representing the minimum has been determined within this section of the differential pressure signal, a time value describing an inhalation pause of the respiratory protection wearer is therefore in relation to the differential pressure signal in front.
Die Betrachtung der Minima und nicht auch der Maxima hat den Vorteil, dass als Atempausen nur Einatempausen erkannt werden, weil am Ende des Einatmens mit dem relativ geringsten Druck im Innenraum des Kopfstücks gerechnet werden kann und dann entsprechend Unterdrucksituationen besonders gut erkennbar sind.The consideration of the minima and not also the maxima has the advantage that only inhalation pauses are recognized as breathing pauses, because at the end of the inhalation the relatively lowest pressure in the interior of the head piece can be expected and the corresponding negative pressure situations are then particularly easy to recognize.
Wenn ein bei einer erkannten Unterdrucksituation zur Aktivierung eines Anzeigeelements oder mehrerer Anzeigeelemente im Kopfstück generierbares Signal auch an das Gebläsefiltergerät übermittelbar ist, kann die Unterdrucksituation auch dort zum Beispiel optisch und/oder akustisch signalisiert werden, so dass zum Beispiel andere Einsatzkräfte dem jeweiligen Atemschutzträger zu Hilfe kommen können.If a signal that can be generated to activate a display element or several display elements in the headpiece when a negative pressure situation is detected can also be transmitted to the blower filter device, the negative pressure situation can also be signaled there, for example, optically and / or acoustically, so that, for example, other emergency services can assist the respiratory protection wearer can come.
Wenn in dem Kopfstück ein Kohlenstoffdioxidsensor vorgesehen ist und das Gebläsefiltersystem, insbesondere eine Auswertungseinheit im Kopfstück des Gebläsefiltersystems, Mittel zur Aktivierung eines Anzeigeelements im Kopfstück in Abhängigkeit von einem vom Kohlenstoffdioxidsensor erhältlichen Messwert umfasst, kann dem Atemschutzträger in leicht wahrnehmbarer Art und Weise auch eine kritische Kohlenstoffdioxidkonzentration zur Kenntnis gebracht werden.If a carbon dioxide sensor is provided in the head piece and the blower filter system, in particular an evaluation unit in the head piece of the blower filter system, comprises means for activating a display element in the head piece as a function of a measured value obtainable from the carbon dioxide sensor, the respirator can also easily perceive a critical carbon dioxide concentration be brought to the attention.
Als Ort für eine Anbringung des oder jedes Anzeigeelements im Kopfstück des Gebläsefiltersystems kommt eine als Kopfstückmonitoreinheit fungierende Anzeigeeinrichtung in Betracht. Eine zusammengefasste Anbringung einer eventuellen Mehrzahl von Anzeigeelementen hat den Vorteil, dass diese bei einem geeigneten Anbringungsort der Anzeigeeinrichtung üblicherweise vom Atemschutzträger gleichzeitig wahrgenommen werden. Eine solche zusammengefasste Anbringung hat zudem auch den Vorteil, dass ein Zustand der Anzeigeeinrichtung leicht überwachbar ist und ein separates Anzeigeelement zur Visualisierung dieses Zustands vorgesehen werden kann. Bei rein optischen Anzeigeelementen würde dem Atemschutzträger also zum Beispiel durch ein grün leuchtendes Anzeigeelement ein ordnungsgemäßer Zustand der Anzeigeeinrichtung signalisiert. Mindestens ein weiteres Anzeigeelement signalisiert im Fehlerfall eine Unterdrucksituation. Anhand des grün leuchtenden Anzeigeelements erkennt der Atemschutzträger dabei, dass ein Ausbleiben eines optischen Signals von dem mindestens einen anderen Anzeigeelement nicht von einem Ausfall des Anzeigeelements oder der Anzeigeeinrichtung herrühren kann und dass dementsprechend das Gebläsefiltersystem ordnungsgemäß arbeitet. Die Anzeigeeinrichtung kommt auch zur Anzeige von Alarmen des Gebläsefiltergeräts in Betracht.A display device functioning as a headpiece monitor unit comes into consideration as a location for attaching the or each display element in the head piece of the blower filter system. A combined attachment of a possible plurality of display elements has the advantage that these are usually perceived simultaneously by the respiratory protection wearer if the display device is attached in a suitable location. Such a combined attachment also has the advantage that a state of the display device can easily be monitored and a separate display element can be provided for visualizing this state. In the case of purely optical display elements, the respiratory protection wearer would, for example, be signaled by a green display element that the display device is in the correct state. In the event of a fault, at least one further display element signals a negative pressure situation. On the basis of the green illuminated display element, the respirator recognizes that the absence of an optical signal from the at least one other display element cannot result from failure of the display element or the display device and that the blower filter system is accordingly working properly. The display device can also be used to display alarms from the blower filter device.
Das oben genannte Problem wird ebenfalls mit einem Verfahren zum Betrieb des Gebläsefiltersystems wie hier und im Folgenden beschrieben gelöst. Dabei werden mittels des Differenzdrucksensors Messwerte für einen Differenzdruck zwischen dem Innenraum des Kopfstücks und der Umgebung ermittelt und bei einem Unterdruck im Innenraum des Kopfstücks wird das im Kopfstück befindliche Anzeigeelement oder eines der im Kopfstück befindlichen Anzeigeelemente aktiviert, um den Atemschutzträger auf die Unterdrucksituation aufmerksam zu machen.The above problem is also solved with a method for operating the blower filter system as described here and in the following. The differential pressure sensor is used to determine measured values for a differential pressure between the interior of the headpiece and the environment, and if there is a vacuum in the interior of the headpiece, the display element in the headpiece or one of the display elements in the headpiece is activated in order to make the respirator aware of the vacuum situation .
Eine Besonderheit des Verfahrens besteht dabei darin, dass Einatempausen des Atemschutzträgers ermittelt werden, wobei eine Prüfung auf einen eventuellen Unterdruck im Kopfstück während solcher Einatempausen erfolgt. Die Ermittlung der Atempausen erlaubt die Prüfung auf einen eventuellen Unterdruck zu dafür besonders geeigneten Zeitpunkten und hilft damit, Fehlauswertungen zu vermeiden. Eine besonders effiziente Möglichkeit zur Ermittlung von Atempausen besteht darin, dass ein Minimum zwischen zwei benachbarten Nulldurchgängen in einem vom Differenzdrucksensor erhältlichen Messwerteverlauf (Differenzdrucksignal) ermittelt wird.A special feature of the method is that pauses in breathing of the respiratory protection wearer are determined, with a test for a possible negative pressure in the headpiece taking place during such pauses in breathing. The determination of the breathing pauses allows the check for a possible negative pressure at particularly suitable times and thus helps to avoid incorrect evaluations. A particularly efficient possibility for determining breathing pauses is that a minimum between two adjacent zero crossings is determined in a measured value curve (differential pressure signal) obtainable from the differential pressure sensor.
Eine weitere Besonderheit des Verfahrens besteht darin, dass eine erkannte Unterdrucksituation oder eine erkannte Atempause mittels der Atemfrequenzbereichsüberwachung anhand von anatomisch möglichen Auftretenswahrscheinlichkeiten auf Plausibilität geprüft wird. Auf diese Weise lässt sich die Gefahr von Fehlauswertungen noch weiter reduzieren. Geeignete Kriterien, die eine Plausibilität einer Atempause beschreiben, lassen sich besonders leicht in Software kodieren, zum Beispiel eine Prüfung, ob ein als Atempause ermittelter Zeitpunkt ausreichend in der Mitte zwischen zwei benachbarten Nulldurchgängen liegt, und so weiter. Die Atemfrequenzbereichsüberwachung ist beispielsweise in Form von Software mit programmierten Schritt- und Verzweigungsabfolgen realisiert.Another special feature of the method is that a recognized negative pressure situation or a recognized breathing pause is checked for plausibility by means of the respiratory frequency range monitoring on the basis of anatomically possible occurrence probabilities. In this way, the risk of incorrect evaluations can be reduced even further. Suitable criteria that describe the plausibility of a breathing pause can be particularly easily coded in software, for example a check as to whether a point in time determined as a breathing pause is sufficiently in the middle between two adjacent zero crossings, and so on. The respiratory rate range monitoring is implemented, for example, in the form of software with programmed step and branch sequences.
Schließlich besteht eine Besonderheit des Verfahrens auch darin, dass mittels der Verknüpfungs- und Entscheidungslogik eine Verknüpfung einer als plausibel erkannten Einatempause des Atemschutzträgers - einer erkannten Phase maximaler Einatmung - mit einem vom Differenzdrucksensor erhaltenen Messwert erfolgt. Der Zeitpunkt der Einatempause gibt den zu betrachtenden Messwert oder den zu betrachtenden Wert des Differenzdrucksignals vor. Zur Entscheidung im Hinblick auf das Vorliegen einer Unterdrucksituation im Kopfstück wird dieser mit einem Schwellwert verglichen. Bei einer Unterschreitung des Schwellwerts ist eine Unterdrucksituation erkannt. Dabei kann auch die Dauer einer Unterschreitung berücksichtigt werden, so dass die Unterschreitung zumindest während einer vorgegebenen Zeitspanne gegeben sein muss, um zu vermeiden, dass kurzzeitige Druckänderungen unnötig als potentiell gefährliche Unterdrucksituationen signalisiert werden. Zudem kann eine gewisse Anzahl von aufeinander folgenden Einatempausen mit Unterschreitung eines Schwellwerts als Kriterium für die Erkennung von potentiell gefährlichen Unterdrucksituationen herangezogen werden. Dies dient besonders der Unterdrückung von Fehlalarmen.Finally, a special feature of the method is that the combination and decision logic is used to link a plausible inhalation pause of the respirator wearer - a detected phase of maximum inhalation - with a measured value obtained from the differential pressure sensor. The time of the inhalation pause specifies the measured value to be observed or the value of the differential pressure signal to be observed. To make a decision with regard to the presence of a negative pressure situation in the head piece, this is compared with a threshold value. If the threshold value is not reached, a negative pressure situation is recognized. The duration of a shortfall can also be taken into account, so that the shortfall must exist at least for a predetermined period of time in order to avoid short-term pressure changes being unnecessarily signaled as potentially dangerous negative pressure situations. In addition, a certain number of successive inhalation pauses with falling below a threshold value can be used as a criterion for the detection of potentially dangerous negative pressure situations. This is particularly useful for suppressing false positives.
Ausführungsformen des Verfahrens zeichnen sich dadurch aus, dass die vom Differenzdrucksensor erhältlichen Messwerte digitalisiert und ein resultierendes Differenzdrucksignal mit einem Tiefpassfilter gefiltert wird. Die Tiefpassfilterung ist wirksam, um zum Beispiel transiente Bewegungsartefakte zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren.Embodiments of the method are characterized in that the measured values obtainable from the differential pressure sensor are digitized and a resulting differential pressure signal is filtered with a low-pass filter. The low-pass filtering is effective, for example, to eliminate or at least reduce transient movement artifacts.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.An exemplary embodiment of the invention is described in greater detail below with reference to the drawings explained. Objects or elements that correspond to one another are provided with the same reference symbols in all figures.
Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung des dieser Erfindung zugrundeliegenden Problems entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.The or each embodiment is not to be understood as a limitation of the invention. Rather, changes and modifications are possible within the scope of the present disclosure, in particular those variants and combinations which, for example, by combining or modifying individual features or features described in the general or special part of the description and contained in the claims and / or the drawing. Elements or process steps can be inferred by the person skilled in the art with a view to solving the problem on which this invention is based and, through combinable features, lead to a new object or to new process steps or process step sequences, also insofar as they relate to testing and working processes.
Es zeigen:
-
1 einen Atemschutzträger mit einem Gebläsefiltersystem, -
2 eine Atemschutzmaske als mögliches Kopfstück eines Gebläsefiltersystems und in dem Kopfstück angebrachte Anzeigeelemente zur Information des Atemschutzträgers sowie -
3 ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betrieb eines Gebläsefiltersystems und zur Auswertung eines Differenzdrucksignals sowie zur Generierung von Statusinformationen.
-
1 a respirator with a blower filter system, -
2 a respirator mask as a possible head piece of a blower filter system and display elements attached in the head piece to inform the respirator wearer and -
3 a block diagram of a method for operating a blower filter system and for evaluating a differential pressure signal and for generating status information.
Der Differenzdrucksensor
Das Blockschaltbild in
Dem eingangsseitigen Tiefpassfilter
Das eingangsseitige Tiefpassfilter
Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters
Die Tiefpassfilterung bewirkt darüber hinaus in an sich bekannter Art und Weise auch eine Beschränkung des ausgangsseitigen, gefilterten Differenzdrucksignals
Weil in dem Differenzdrucksignal
Die dem Atemphasendetektor
Der Atemphasendetektor
Das oder jedes auf diese Weise ermittelte Minimum ist ein Kandidat für Zeiten geringsten Drucks im Kopfstück
Ein Gebläsefiltersystem
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- KopfstückHeadjoint
- 1212
- GebläsefiltersystemBlower filter system
- 1414th
- GebläsefiltergerätBlower filter device
- 1616
- Schlauchtube
- 1818th
- Filterfilter
- 2020th
- TragegurtCarrying strap
- 2222nd
- DifferenzdrucksensorDifferential pressure sensor
- 2424
- AnzeigeelementDisplay element
- 2626th
- KopfstückmonitoreinheitHeadpiece monitor unit
- 2828
- ------
- 3030th
- TiefpassfilterLow pass filter
- 3232
- BandpassfilterBand pass filter
- 3434
- Mittel zur Atemphasenerkennung, AtemphasendetektorMeans for respiratory phase detection, respiratory phase detector
- 3636
- Mittel zur Atemfrequenzbereichsüberwachung, Atemfrequenzbereichsüberwach u ngMeans for breathing rate range monitoring, breathing rate range monitoring
- 3838
- Verknüpfungs- und EntscheidungslogikLinkage and decision logic
- 4040
- DifferenzdrucksignalDifferential pressure signal
- 4242
- AlarmsignalAlarm signal
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Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| EP4450132A1 (en) | 2022-05-19 | 2024-10-23 | TB-Safety AG | Control assembly for ventilated protective garment |
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| CN117503107B (en) * | 2023-12-05 | 2024-06-28 | 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 | A method and device for measuring cow respiratory frequency based on differential pressure sensor |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0241188A1 (en) * | 1986-04-03 | 1987-10-14 | Racal Safety Limited | Improvements in and relating to breathing apparatus |
| US5035239A (en) * | 1988-06-25 | 1991-07-30 | Racal Safety Limited | Powered respirators |
| US20030062046A1 (en) * | 1998-08-14 | 2003-04-03 | Wiesmann William Paul | Integrated physiologic sensor system |
| DE10147045A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-30 | Draeger Safety Ag & Co Kgaa | Data communication system for mask or helmet wearers |
| US20050022817A1 (en) * | 2003-03-21 | 2005-02-03 | Tvi Corporation | Breathing apparatus |
| US20100083967A1 (en) * | 2006-10-04 | 2010-04-08 | Koken Ltd. | Mask device with blower |
| DE202010012023U1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-11-21 | Cti Projekt Service Gmbh | OSH system |
| WO2013082649A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Paftec Technologies Pty Ltd | Improved breathing apparatus |
-
2016
- 2016-08-05 DE DE102016009486.9A patent/DE102016009486B4/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0241188A1 (en) * | 1986-04-03 | 1987-10-14 | Racal Safety Limited | Improvements in and relating to breathing apparatus |
| US5035239A (en) * | 1988-06-25 | 1991-07-30 | Racal Safety Limited | Powered respirators |
| US20030062046A1 (en) * | 1998-08-14 | 2003-04-03 | Wiesmann William Paul | Integrated physiologic sensor system |
| DE10147045A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-30 | Draeger Safety Ag & Co Kgaa | Data communication system for mask or helmet wearers |
| US20050022817A1 (en) * | 2003-03-21 | 2005-02-03 | Tvi Corporation | Breathing apparatus |
| US20100083967A1 (en) * | 2006-10-04 | 2010-04-08 | Koken Ltd. | Mask device with blower |
| DE202010012023U1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-11-21 | Cti Projekt Service Gmbh | OSH system |
| WO2013082649A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Paftec Technologies Pty Ltd | Improved breathing apparatus |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Norm DIN EN 12941 2009-02-00. Atemschutzgeräte – Gebläsefiltergeräte mit einem Helm oder einer Haube – Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung; Deutsche Fassung EN 12941:1998+A1:2003+A2:2008. S. 1-67. Bibliographieinformationen ermittelt über: http://perinorm/perinorm/document.aspx [abgerufen am 15.09.2016]. * |
| Norm DIN EN 12942 2009-02-00. Atemschutzgeräte - Gebläsefiltergeräte mit Vollmasken, Halbmasken oder Viertelmasken - Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung; Deutsche Fassung EN 12942:1998+A1:2002+A2:2008. S. 1-59. Bibliographieinformationen ermittelt über: http://perinorm/perinorm/document.aspx [abgerufen am 15.09.2016]. * |
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