DE20116268U1

DE20116268U1 - Anordnung zur berührungslosen Überwachung von Druckgasbehältern

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Publication number: DE20116268U1
Application number: DE20116268U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2011-10-05

Description

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drying. Ernst Stratmann

Patentanwalt
d-40212 düsseldorf · schadowplatz 9

24. September 2001

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Frank Scheuermann
45739 Oer-Erkenschwick

Siegfried Schulze
47495 Rheinberq

Anordnung zur berührungslosen Überwachung von Druckgasbehältern

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur berührungslosen Überwachung von Druckgasbehältern, umfassend eine stationäre Sende- und Empfangseinheit mit einer Sende- und Empfangsantenne, an der mit einer Transpondereinheit versehene Druckgasbehälter derart vorbeigeführt werden können, daß die Transpondereinheit von der stationären Sende- und Empfangseinheit mit Energie versorgt und Daten zwischen den beiden Einheiten ausgetauscht werden können.

Bekannt ist aus der WO 96/20459 bereits ein Verfahren zur Erfassung des Umlaufs (wie Füllung, Leerung, Transport, Lagerung) von Fässern, bei welchem Verfahren zunächst während des Füllens des Fasses an der Füllstation ein in oder an dem Faß angebrachter Transponder-mit einer der Füllstation zugeordneten Sende- und Empfangseinrichtung zwecks Übertragung von Daten in Wirkverbindung steht, wobei während des oder nach dem Füllen des Fasses Fülldaten, wie das Fülldatum, ein Kennzeichen betreffend die eingefüllte Flüssigkeitsart, die Füllmenge, eine laufende Füllnummer usw. von der Sende-Empfangseinrichtung zum Transponder übertragen und dort als Datensatz derart abrufbar abgespeichert wird, daß er dann auch zu einem späteren Zeitpunkt an anderer Stelle ausgelesen und/oder fortgeschrieben werden können.

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Aus der WO 00/50866 ist eine Vorrichtung zum Messen von Drücken, Temperaturen, Impulsen, Dehnungen und anderen Werten in und von Schlauchleitungen während des Betriebes bekannt, bei der in der Schlauchleitung oder auf ihrer Wandung mindestens eine Messeinheit angeordnet ist, die fest mit der Wandung verbunden ist. Zu der Vorrichtung gehören des weiteren mindestens ein Sensor für jeden Meßwert, ein Transponder und eine Antenne zur drahtlosen Datenübertragung der gemessenen Werte zu einer externen Auswerteeinheit.

Schließlich sei noch auf die DE 200 00 609 U1 verwiesen, aus welcher Gebrauchsmusterschrift eine elektronische Kennzeichnung von Atemschutzgeräten bekannt ist, insbesondere eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Transponders, der zur elektronischen Kennzeichnung von Atemschutzgeräten für die Selbstrettung von Bergleuten dient. Es wird dargestellt, daß mit Hilfe von an den Gehäusen der Selbstretter angebrachten Transpondern ermöglicht wird, eine unveränderbare Identifikationsnummer dem Transponder und damit dem Selbstretter zuzuordnen. Sogenannte Lese-Schreib-Transponder haben außerdem neben dieser unveränderbaren Identifikationsnummer einen freien Speicherbereich, wo anwenderspezifische Informationen hinterlegt werden können. Sowohl die Identifikationsnummer wie auch diese anwenderspezifischen Daten können mit geeigneten Lese/Schreibeinheiten jederzeit aktualisiert und wieder in den Transponder eingeschrieben werden.

Druckgasbehälter, die mit Sauerstoff gefüllt sind, werden vorzugsweise für Atemschutzgeräte in derartigen Selbstrettungseinrichtungen verwendet. Auch Feuerwehrleute benutzen für Brände, bei denen sie häufig verräucherte Räume betreten müssen, zu ihrem Schutz Atemgeräte, die Sauerstoffflaschen umfassen. Dabei tritt das Problem auf, daß der Inhalt der Sauerstoffflasche und damit die Zeit, für die Sauerstoff zur Verfügung steht, stets überwacht werden sollte, so daß nicht der Fall eintritt, daß noch während des Feuerwehreinsatzes der Sauerstoff ausgeht und der Feuerwehrmann erstickt. Ein weiteres Problem bei den Feuerlöscharbeiten ist die Überhitzung, die zu einer Störung der Sauerstoffversorgung führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art zu erreichen, daß derartige Störungen nicht oder nicht mehr in dem gleichen Ausmaß auftreten, wie es bisher der Fall war.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Transpondereinheit Sensoren für physikalische Daten des Druckgasbehälters umfassen, wie Wandtemperatur des und Gasdruck in dem Druckgasbehälter, die mit einem die Sensordaten erfassenden Mikroprozessor verbunden sind, der seinerseits mit einer mit einer Sende- und Empfangsantenne und einer Energieversorgung verbundenen mobilen Sende- und Empfangseinheit derart verbunden ist, daß die physikalischen Daten auf die stationäre Sende- und Empfangseinheit übertragbar sind.

Auf diese Weise kann beispielsweise der Druck des Inhalts in der Sauerstoffflasche überwacht werden, und damit der noch zur Verfügung stehende Sauerstoffvorrat. Des weiteren kann auch die Temperatur der Flaschenwand überwacht und damit die Gefahr der Explosion aufgrund von Überhitzung der Sauerstoffflasche rechtzeitig erkannt werden. Gleichzeitig dient die Anordnung aber auch zur Identifikation des Druckgasbehälters und damit ggf. des Feuerwehrmannes oder des Bergmannes, der diesen Druckgasbehälter in einer Rettungseinheit oder sonstwie bei sich trägt.

Die Energieversorgung erfolgt dabei vorzugsweise durch eine Batterie. Diese kann günstigerweise eine wiederaufladbare Batterie sein, in welchem Falle es vorteilhaft ist, eine mit der Batterie verbundene Ladeschaltung vorzusehen, die mit der Empfangsantenne der mobilen Sende- und Empfangseinrichtung oder einer weiteren Empfangseinrichtung verkoppelt ist. Dadurch wird eine berührungslose Aufladung der Batterie ermöglicht. Der Transponder kann in bekannter Weise an den Druckgasbehälter befestigt werden, beispielsweise mittels mechanischer Klipseinrichtung oder durch Verklebung, vorzugsweise an einem geschützten Bereich, wie bei einem Druckgasbehälter in Form einer Gasflasche mit Bodenschutzumrandung innerhalb der Bodenschutzumrandung am Boden. Den Transponder wird man selbst als möglichst robustes Bauteil ausführen, beispielsweise als eine Platine mit

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Epoxyharzumhüllung, allgemeiner als mit Kunststoff ummanteltes Bauteil, aus dem lediglich Anschlüsse für Sensoren herausführen, so daß die Sensoren anschließbar oder angeschlossen sind.

Es ist günstig, wenn die Transpondereinheit einen besonderen Signalausgang zur Ansteuerung von Signal- oder Alarmeinrichtungen aufweist. So kann bei Bedarf, beispielsweise wenn der Druck der Sauerstoffflasche zu stark absinkt, die tragende Person, wie Feuerwehrmann oder Bergmann, mittels einer Leuchtdiode oder einer Warnsirene auf die Gefahr eines Ausbleibens von Sauerstoff hingewiesen werden. Das Signal kann auch dazu dienen, die Auffindung der Überwachungseinrichtung und damit des damit verbundenen Menschen zu erleichtern.

Zum Nachladen der Batterie sind die Zeiten günstig, in denen die Anordnung nicht benutzt wird, so daß es günstig ist, wenn die Ladeeinrichtung eine Ladeschale umfaßt, in der der Druckgasbehälter, wie Gasflasche, so eingestellt oder eingelegt werden kann, daß die Antenne oder Spule der Ladeeinrichtung mit einem Wechselfeld verkoppelt wird, das von der Ladeschale oder einer darin angeordneter Spule ausgeht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:
Fig. 1

schematische die stationäre Sende- und Empfangseinheit und eine davon erfassbare, an einem Druckgasbehälter angeordnete mobile Sende- und Empfangseinheit; und

Fig. 2 schematisiert das untere Ende des Druckgasbehälters mit der in

größeren Einzelheiten dargestellten mobilen Sende- und Empfangseinheit.

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In Fig. 1 ist eine Anordnung zur berührungslosen Überwachung von Druckgasbehältern 10 zu erkenne, bestehend aus einer stationären Sende- und Empfangseinheit 12 und mit einer Sende- und Empfangsantenne 14, an der mit einer Transpondereinheit 16 versehene Druckgasbehälter 10 derart vorbeigeführt werden kann, daß die Transpondereinheit von der stationären Sende- und Empfangseinheit 12 oder auch von einer besonderen Schalteinrichtung wie Ladeschale 18 mit Energie versorgt und Daten zwischen den beiden Einheiten 12, 16 ausgetauscht werden können, siehe den Doppelpfeil 20.

Die in Fig. 2 vergrößert und schematisiert dargestellte Transpondereinheit 16 umfaßt oder ist verbunden mit Sensoren 22, 24 für Daten des Druckgasbehälters, wie Temperatur des Gases innerhalb des Druckgasbehälters oder die Temperatur seiner Bodenwand 26, den Gasdruck in dem Druckgasbehälter, die Art des Gases usw., welche Sensoren 22, 24 mit einem die Sensordaten erfassenden Mikroprozessor 28 verbunden sind. Der Mikroprozessor 28 ist seinerseits mit einer mit Sende- und Empfangsantenne 30 und einer Energieversorgung 34 verbundenen mobilen Sende- und Empfangseinheit 32 verknüpft, derart, daß die physikalischen Daten auf die stationäre Sende- und Empfangseinheit 12 übertragen werden können. Die Energieversorgung 34 kann eine Batterie 36 umfassen, die auswechselbar sein mag, oder aber wiederaufladbar, so daß sie über eine Ladeschaltung innerhalb der Energieversorgung 34 wieder aufgeladen werden kann, welche Ladeschaltung ihrerseits ihre Energie entweder über die Empfangsantenne 30 der mobilen Sende- und Empfangseinrichtung 16 erhält, wenn diese in der Nähe der stationären Sende- und Empfangseinrichtung 12 sich befindet, oder aber, günstiger noch, mit einer eigenen Spule oder Antenne 38 verkoppelt ist, die ihre Energie von einer Ladeschale 18 erhält, in der der Druckgasbehälter 10 so eingestellt oder eingelegt werden kann, das die Antenne oder Spule 38 der Ladeeinrichtung mit einem Wechselfeld 40 verkoppelt wird, das von der Ladeschale oder einem darin angeordneter Spule 42 ausgeht.

Um gegen die rauhen Umgebungseinflüsse einer Gasflasche gewappnet zu sein, ist

es günstig, wenn die Transpondereinheit 16 als mit Kunststoff 44 ummanteltes Bauteil ausgeführt ist, also beispielsweise als Platine mit den Bauteilen 28, 32, 34, 36, 38, die von Epoxyharz umhüllt ist. Aus dieser Kunststoffumkapselung können dann Leitungen oder Anschlußeinrichtungen 46,48 ausgehen, um mit diesen die Sensoren 22, 24, die sich beispielsweise innerhalb des Gasbehälters befinden und durch die Bodenwand 25 hindurchgeführt sind, anzuschließen.

Bei der hier dargestellten Gasflasche 10 handelt es sich um eine solche mit einer Bodenschutzumrandung 50, so daß sich ein Raum ergibt, in den die Transpondereinheit 16 nahe am Boden 26 der Gasflasche geschützt durch die Bodenumrandung 50 angeordnet werden kann. Bei der hier dargestellten Ausführungsform besitzt die Transpondereinheit 16 einen besonderen Signalausgang 52 zur Ansteuerung von Signal- oder Alarmeinrichtungen, die beispielsweise ein optisches oder akustisches Warnsignal abgeben, wenn ein bestimmter Gasdruck unterschritten wird. Der Träger der Gasflasche, ein Feuerwehrmann oder Bergmann, wird dann gewarnt, daß sie ihre Gasflasche innerhalb einer bestimmten Zeitperiode austauschen müssen.

Diese Warnung kann natürlich auch über die Transpondereinrichtung zur stationären Sende- und Empfangseinheit 12 und von dort zu einer Zentrale übertragen werden, die die Rettungsmaßnahme veranlassen könnte.

Zweckmäßigerweise dient die Ladeschale auch zur Aufnahme des Druckgasbehälters bei Nichtgebrauch, so daß die Zeit des Nichtgebrauchs dazu verwendet werden kann, eine aufladbare Batterie durch die Ladeeinrichtung mit dem Wechselfeld 40 aufzuladen.

Claims

1. Anordnung zur berührungslosen Überwachung von Druckgasbehältern (10), umfassend eine stationäre Sende- und Empfangseinheit (12) mit einer Sende- und Empfangsantenne (14), an der mit einem Transpondereinheit versehene Druckgasbehälter (10) derart vorbeigeführt werden können, daß die Transpondereinheit (16) von der stationären Sende- und Empfangseinheit (12) mit Energie versorgt und Daten (20) zwischen den beiden Einheiten (12, 16) ausgetauscht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit (16) Sensoren (22, 24) für physikalische Daten des Druckgasbehälters (10) umfaßt, wie Wandtemperatur des und Gasdruck in dem Druckgasbehälter (10), die mit einem die Sensordaten erfassenden Mikroprozessor (28) verbunden sind (46, 48), welcher Mikroprozessor (28) seinerseits mit einer mit einer Sende- und Empfangsantenne (30) und einer Energieversorgung (34) verbundenen mobilen Sende- und Empfangseinheit (32) derart verbunden ist, daß die physikalischen Daten auf die stationäre Sende- und Empfangseinheit (12) übertragbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung (34) eine Batterie (36) umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung (34) eine mit der Batterie (36) verbundene Ladeschaltung (34, 38, 40, 14) umfaßt, die mit der Empfangsantenne (30) der mobilen Sende- und Empfangseinrichtung (32) oder einer weiteren Empfangseinrichtung, wie Spule (38) verkoppelt ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit (16) als mit Kunststoff ummantelte Bauteil, wie Platine mit Epoxyharzumhüllung, ausgeführt ist, an dem die Sensoren (22, 24) anschließbar oder angeschlossen sind.

5. Anordnung nach Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbehälter (10) eine Gasflasche mit Bodenschutzumrandung (50) ist, und daß die Transpondereinheit (16) am Boden (26) nahe der Bodenumrandung (50) angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit (16) einen besonderen Signalausgang (52) zur Ansteuerung von Signal- oder Alarmeinrichtungen aufweist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung eine Ladeschale (18) umfaßt, in der der Druckgasbehälter (10), wie Gasflasche, so eingestellt oder eingelegt werden kann, daß die Antenne (30; 38) oder Spule der Ladeeinrichtung (34) mit einem Wechselfeld (z. B. 40 oder 20) verkoppelt wird, das von der Ladeschale (18) oder einer darin angeordneten Spule (42) ausgeht.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbehälter eine Sauerstoffflasche für Feuerwehrleute ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbehälter eine Sauerstoffflasche für den Selbstretter von Bergleuten ist.

10. Berührungslos überwachbarer Druckgasbehälter, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

A) An dem zu überwachenden Druckgasbehälter (10) ist eine (bewegliche) Transpondereinheit (16) angeordnet,

B) der mit der beweglichen Transpondereinheit (16) versehene Druckgasbehälter (10) ist an einer (stationären) Sende- und Empfangseinheit (12) derart vorbei führbar,

C) daß ein Austausch von Daten (20) zwischen den beiden Einheiten (12, 16) ermöglicht wird.

11. Druckgasbehälter nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

A) Einrichtungen zum Messen von physikalischen Daten des Druckgasbehälters (10), wie Wandtemperatur des und Gasdruck in dem Druckgasbehälter (10) mittels entsprechender Sensoren (22, 24);

B) Einrichtungen zum Digitalisieren, Verarbeiten und/oder Speichern der Daten in einem Mikroprozessor (28);

C) Einrichtungen zum Aufmodulieren der Daten auf einen RF-Träger in einer mobilen Sende- und Empfangseinheit (32) und Einspeisen in eine Antennenspule (30).

12. Druckgasbehälter nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

A) mit dem Druckgasbehälter verknüpfbare (stationäre) Einrichtungen zum Empfangen des RF-Trägers (20) mittels einer Sende- und Empfangsantenne (14) der stationären Sende- und Empfangseinheit (12); und

B) Einrichtungen zum Demodulieren und Verarbeiten der RF-Signale und Speichern, Weiterleiten und/oder Anzeigen der Daten auf einem Display (52).

13. Druckgasbehälter nach Anspruch 10, 11 oder 12, gekennzeichnet durch

A) Einrichtungen zum Eingeben von Steuerdaten für den Transponder (28) des Druckgasbehälters (10), wie Identifizierungsdaten, Behandlungsart, Gasart usw., mittels Tastatur (54) od. dgl.;

B) Einrichtungen zum Digitalisieren, Verarbeiten und/oder Speichern der Daten in einem Mikroprozessor (28); und

C) Einrichtungen zum Aufmodulieren der Daten auf einen RF-Träger in einer Sende- und Empfangseinheit und Einspeisen in eine Antennenspule.

14. Druckgasbehälter nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch

A) Einrichtungen zum Empfangen des RF-Trägersignals (20) mittels einer mobilen Sende- und Empfangsantenne (30); und

B) Einrichtungen zum Demodulieren und Verarbeiten der RF-Signale und Speichern derselben in der Transpondereinheit.

15. Druckgasbehälter nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch

A) Einrichtungen zum Weiterleiten und/oder Anzeigen der Daten mittels eines Displays, einer Warnlampe, eines Warntons.

16. Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch

A) eine Ladeeinrichtung in der Transpondereinheit mit nachgeschalteter Energiespeichereinrichtung (36) zur Versorgung der Transpondereinheit (16).

17. Druckgasbehälter nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch

A) eine Ladeeinrichtung (34, 38) und Einrichtungen zum Anordnen der Ladeeinrichtung (34, 38) nahe einem elektrischen Wechselfeld (40) zur berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie in das Ladegerät (34, 38).