DE-102025143903-A1 - Sensor-Anordnung mit einer Wärmebildkamera, einem Drucksensor und einer Anzeigeeinheit und Verfahren unter Verwendung einer solchen Sensor-Anordnung

Abstract

Eine Wärmebildkamera der erfindungsgemäßen Sensor-Anordnung vermag ein Bild im Infrarotbereich zu erzeugen. Ein Drucksensor vermag einen Druck in einem Behälter zu messen. Ein Steuergerät (48) vermag eine Anzeigefläche (41) einer Anzeigeeinheit anzusteuern und zu bewirken, dass auf der Anzeigefläche (41) eine Darstellung (Dar) visuell ausgegeben wird. Falls sowohl zwischen der Wärmebildkamera und dem Steuergerät (48) als auch zwischen dem Drucksensor und dem Steuergerät (48) jeweils eine Datenverbindung hergestellt ist, so zeigt die erzeugte Darstellung (Dar) ein Bild (pict) und einen Druckwert (p). Ansonsten zeigt die Darstellung (Dar) ein Bild (pict) bzw. einen Druckwert (p).

Inventors

• Lennart Wenzel
• Bernd Spellenberg
• Marco Gimm
• Marco Bernkopf
• Mario Freier

Assignees

• Dräger Safety AG & Co. KGaA

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20251027

Priority Date

20241106

Claims (8)

1. Sensor-Anordnung umfassend - eine Wärmebildkamera (4), - einen Drucksensor (22) und - eine Anzeigeeinheit (400) mit einem signalverarbeitenden Steuergerät (48) und einer Anzeigefläche (41), wobei die Wärmebildkamera (4) dazu ausgestaltet ist, - ein Bild (pict) im Infrarotbereich zu erzeugen und - ein Bildsignal (Pict), welches eine Information über das erzeugte Bild (pict) umfasst, zu generieren, wobei der Drucksensor (22) dazu ausgestaltet ist, - einen Druck (p) in einem Behälter (20) zu messen und - ein Drucksignal (P), welches eine Information über den gemessenen Druckwert (p) umfasst, zu generieren, wobei bevorzugt der Drucksensor (22) einen Messbereich aufweist, dessen obere Schranke mindestens 200 bar beträgt, besonders bevorzugt mindestens 300 bar, wobei eine erste drahtlose Datenverbindung (51, 53) zwischen der Wärmebildkamera (4) und dem Steuergerät (48) hergestellt oder wenigstens zeitweise herstellbar ist, wobei eine zweite drahtlose Datenverbindung (52, 53) zwischen dem Drucksensor (22) und dem Steuergerät (48) hergestellt oder wenigstens zeitweise herstellbar ist, wobei das Steuergerät (48) dazu ausgestaltet ist, - über die erste Datenverbindung (51, 53) ein Bildsignal (Pict) der Wärmebildkamera (4) zu empfangen, - über die zweite Datenverbindung (52, 53) ein Drucksignal (P) des Drucksensors (22) zu empfangen, - abhängig von den empfangenen Signalen (Pict, P) eine Darstellung (Dar) zu erzeugen und - zu bewirken, dass die erzeugte Darstellung (Dar) auf der Anzeigefläche (41) visuell dargestellt wird, wobei - dann, wenn das Steuergerät (48) das Bildsignal (Pict) von der Wärmebildkamera (4) empfangen hat, die erzeugte und dargestellte Darstellung (Dar) das Bild (pict) der Wärmebildkamera (4) umfasst, - dann, wenn das Steuergerät (48) das Drucksignal (P) vom Drucksensor (22) empfangen hat, die Darstellung (Dar) eine Kennzeichnung des gemessenen Druckwerts (p) umfasst, und - dann, wenn das Steuergerät (48) beide Signale (Pict, P) empfangen hat, die Darstellung (Dar) gleichzeitig das Bild (pict) der Wärmebildkamera (4) und die Kennzeichnung des gemessenen Druckwerts (p) umfasst.
2. Sensor-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Soll-Wertebereich (SW) für den vom Drucksensor (22) gemessenen Druck (p) im Behälter (20) vorgegeben ist, wobei in einer ersten Alternative das Steuergerät (48) dazu ausgestaltet ist zu entscheiden, ob ein vom Drucksensor (22) gemessener Druckwert (p) im Soll-Wertebereich (SW) liegt oder nicht, und wobei in einer zweiten Alternative - eine signalverarbeitende Auswerteeinheit (23) des Drucksensors (22) dazu ausgestaltet ist zu entscheiden, ob ein vom Drucksensor (22) gemessener Druckwert (p) im Soll-Wertebereich liegt oder nicht, und - der Drucksensor (22) dazu ausgestaltet ist, das Drucksignal (P) dergestalt zu generieren, dass das Drucksignal (P) zusätzlich zum gemessenen Druckwert (p) eine Information darüber, ob dieser Druckwert (p) in dem oder außerhalb des Soll-Wertebereichs (SW) liegt, umfasst, und wobei bei beiden Alternativen das Steuergerät (48) dazu ausgestaltet ist, dann, wenn detektiert ist, dass der empfangene Druckwert (p) außerhalb des Soll-Wertebereichs (SW) liegt, - ein Alarmsymbol zu generieren und - das generierte Alarmsymbol in einer visuell wahrnehmbaren Weise in die erzeugte Darstellung (Dar) einzufügen.
3. Sensor-Anordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Drucksensor (22) dazu ausgestaltet ist, wiederholt den Druck (p) zu messen, und bei der ersten Alternative das Steuergerät (48) und bei der zweiten Alternative die Auswerteeinheit des Drucksensors (22) dazu ausgestaltet sind, - abhängig vom Drucksignal (P) einen zeitlichen Verlauf des Drucks (p) im Behälter (20) zu ermitteln und - abhängig vom ermittelten zeitlichen Verlauf des Drucks vorherzusagen, welche Rest-Zeitspanne vergeht, bis der Druck außerhalb des Soll-Wertebereichs (SW) liegen wird, wobei bei der zweiten Alternative der Drucksensor (22) dazu ausgestaltet ist, das Drucksignal (P) dergestalt zu generieren, dass das Drucksignal (P) zusätzlich eine Information über die Rest-Zeitspanne und / oder eine Information darüber, dass die Rest-Zeitspanne kleiner als eine vorgegebene untere Zeitspannen-Schranke ist, umfasst, und wobei das Steuergerät (48) dazu ausgestaltet ist, - mindestens dann, wenn die vorhergesagte Rest-Zeitspanne kleiner als die untere Zeitspannen-Schranke ist, in die erzeugte Darstellung (Dar) eine visuell wahrnehmbare Kennzeichnung der ermittelten Rest-Zeitspanne einzufügen und / oder eine Information, dass die ermittelte Rest-Zeitspanne kleiner ist als die untere Zeitspannen-Schranke, einzufügen und / oder die Kennzeichnung des Druckwerts (p) in der Darstellung (Dar) visuell wahrnehmbar zu ändern.
4. Sensor-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die erste drahtlose Datenverbindung (51, 53), also die Datenverbindung zwischen der Wärmebildkamera (4) und dem Steuergerät (48), eine Datenverbindung gemäß dem Protokoll Wi-Fi umfasst und / oder die zweite drahtlose Datenverbindung (52, 53), also die Datenverbindung zwischen dem Drucksensor (22) und dem Steuergerät (48), eine Datenverbindung gemäß dem Protokoll Bluetooth Low Energy (BLE) umfasst.
5. System umfassend - eine Sensor-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - einen Atemluftbehälter (20) und - eine Haltevorrichtung (100), wobei der Atemluftbehälter (20) dazu ausgestaltet ist, unter Überdruck ein atembares Gasgemisch, insbesondere Atemluft, bereitzustellen, wobei die Haltevorrichtung (100) dazu ausgestaltet ist, die Sensor-Anordnung dergestalt am Körper eines Menschen zu halten, dass sich die Anzeigefläche (41) vor den Augen des Menschen befindet, und wobei der Drucksensor (22) dazu ausgestaltet ist, den Druck (p) im Atemluftbehälter (20) zu messen, wobei bevorzugt zu Beginn einer Verwendung des Atemluftbehälters (20) der Druck (p) im Atemluftbehälter (20) mindestens 200 bar beträgt, besonders bevorzugt mindestens 300 bar.
6. System nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die Haltevorrichtung eine Kopfbedeckung (100), insbesondere einen Schutzhelm, umfasst, wobei die Anzeigeeinheit (400) im Inneren der Kopfbedeckung (100) angeordnet ist.
7. Verfahren zum Messen und Darstellen von physikalischen Größen, wobei das Verfahren unter Verwendung einer Sensor-Anordnung durchgeführt wird, wobei die Sensor-Anordnung - eine Wärmebildkamera (4), - einen Drucksensor (22) und - eine Anzeigeeinheit (400) mit einem signalverarbeitenden Steuergerät (48) und einer Anzeigefläche (41) umfasst, wobei das Verfahren mindestens einen der Schritte umfasst, dass - die Wärmebildkamera (4) ein Bild (pict) im Infrarotbereich erzeugt und ein Bildsignal (Pict), welches eine Information über das erzeugte Bild (pict) umfasst, generiert, eine erste drahtlose Datenverbindung (51, 53) zwischen der Wärmebildkamera (4) und dem Steuergerät (48) hergestellt wird oder hergestellt ist und über die erste Datenverbindung (51, 53) das Bildsignal (Pict) übermittelt wird oder - der Drucksensor (22) einen Druck (p) in einem Behälter (20) misst und ein Drucksignal (P), welches eine Information über den gemessenen Druckwert (p) umfasst, generiert, eine zweite drahtlose Datenverbindung (52, 53) zwischen dem Drucksensor (22) und dem Steuergerät (48) hergestellt wird oder hergestellt ist und über die zweite Datenverbindung (52, 53) das Drucksignal (P) an das Steuergerät (48) übermittelt wird, wobei bevorzugt der Drucksensor (22) einen Messbereich aufweist, dessen obere Schranke mindestens 200 bar beträgt, besonders bevorzugt mindestens 300 bar, wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst, dass das Steuergerät (48) - eine Darstellung (Dar) erzeugt und - bewirkt, dass die Darstellung (Dar) auf der Anzeigefläche (41) visuell ausgegeben wird, wobei - dann, wenn das Steuergerät (48) das Bildsignal (Pict) von der Wärmebildkamera (4) empfangen hat, die Darstellung (Dar) das Bild (pict) der Wärmebildkamera (4) umfasst, - dann, wenn das Steuergerät (48) das Drucksignal (P) vom Drucksensor (22) empfangen hat, die Darstellung (Dar) eine Kennzeichnung des gemessenen Druckwerts (p) umfasst und - dann, wenn das Steuergerät (48) beide Signale (Pict, P) empfangen hat, die Darstellung (Dar) gleichzeitig das Bild (pict) und die Kennzeichnung des gemessenen Druckwerts (p) umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Soll-Wertebereich (SW) für den vom Drucksensor (22) gemessenen Druck (p) im Behälter (20) vorgegeben ist und das Verfahren die weiteren Schritte umfasst, dass in einer ersten Alternative das Steuergerät (48) entscheidet, ob ein vom Drucksensor (22) gemessener Druckwert (p) im Soll-Wertebereich liegt oder nicht, in einer zweiten Alternative - eine signalverarbeitende Auswerteeinheit (23) des Drucksensors (22) entscheidet, ob ein vom Drucksensor (22) gemessener Druckwert (p) im Soll-Wertebereich (SW) liegt oder nicht, und - der Drucksensor (22) das Drucksignal (P) dergestalt generiert, dass das Drucksignal (P) zusätzlich zum gemessenen Druckwert (p) eine Information darüber, ob dieser Druckwert (p) in dem oder außerhalb des Soll-Wertebereichs (SW) liegt, umfasst, und wobei bei beiden Alternativen das Verfahren den weiteren Schritt umfasst, dass das Steuergerät (48) dann, wenn detektiert ist, dass der empfangene Druckwert (p) außerhalb des Soll-Wertebereichs (SW) liegt, - ein Alarmsymbol generiert und - das generierte Alarmsymbol in einer visuell wahrnehmbaren Weise in die erzeugte Darstellung (Dar) einfügt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensor-Anordnung und ein Verfahren, um auf einer Anzeigeeinheit gleichzeitig ein Wärmebild von einer Wärmebildkamera und einen gemessenen Druckwert von einem Drucksensor darzustellen. Die Aufgabe, für welche die Erfindung eine Lösung anbietet, tritt beispielsweise in Zusammenhang mit einer Schutzbekleidung eines Feuerwehrmanns oder einer sonstigen Einsatzkraft auf. Die Einsatzkraft verwendet einerseits eine Wärmebildkamera, welche Bilder im Infrarotbereich erzeugt. Andererseits trägt die Einsatzkraft einen Atemluftbehälter, der unter Überdruck Atemluft bereitstellt und häufig als Pressluftatmer bezeichnet wird. Die Einsatzkraft atmet die Atemluft aus dem Pressluftatmer ein und ist daher nicht einer möglicherweise kontaminierten Umgebungsluft ausgesetzt. Weil Atemluft aus dem Pressluftatmer verbraucht wird, sinkt im Laufe des Einsatzes zwangsläufig der Überdruck im Atemluftbehälter ab. Ein Drucksensor misst den aktuellen Druck im Atemluftbehälter. Falls der verbleibende Druck im Atemluftbehälter unter eine vorgegebene untere Druckschranke fällt, so wird ein Alarm erzeugt und ausgegeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensor-Anordnung bereitzustellen, wobei die Sensor-Anordnung eine Wärmebildkamera und einen Drucksensor umfasst und sich ergonomischer und flexibler einsetzen lassen soll als bekannte Sensor-Anordnungen mit einer Wärmebildkamera und einem Drucksensor. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren unter Verwendung einer Sensor-Anordnung mit einer Wärmebildkamera und einem Drucksensor bereitzustellen, wobei das Verfahren eine ergonomischere und flexiblere Anwendung der Sensor-Anordnung als bekannte Verfahren ermöglichen soll. Die Aufgabe wird durch eine Sensor-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sensor-Anordnung sind, soweit sinnvoll, auch vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt. Die erfindungsgemäße Sensor-Anordnung umfasst eine Wärmebildkamera. Die Wärmebildkamera vermag mindestens ein Bild in einem Infrarotbereich zu erzeugen, bevorzugt eine Abfolge von Bildern, beispielsweise mit einer vorgegebenen festen Abtastrate. Die Wärmebildkamera vermag bevorzugt elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 1 mm zu empfangen und zu verarbeiten, das entspricht einem Frequenzbereich von 300 GHz bis 384 THz (f = c/λ), und abhängig von der empfangenen elektromagnetischen Strahlung mindestens ein Wärmebild zu erzeugen. Eine derartige Wärmebildkamera wird auch als Thermographiekamera, Thermalkamera oder Infrarotkamera bezeichnet. Die Wärmebildkamera vermag ein Bildsignal zu generieren, wobei das Bildsignal das oder mindestens ein von der Wärmebildkamera erzeugtes Bild, bevorzugt eine Bilder-Abfolge, umfasst. Weiterhin umfasst die Sensor-Anordnung einen Drucksensor. Der Drucksensor vermag mindestens einmal einen Druck in einem Behälter zu messen, bevorzugt wiederholt, insbesondere mit einer vorgegebenen festen Abtastrate von beispielsweise 1 Hz. Der Behälter ist beispielsweise ein Pressluftatmer. Der Drucksensor weist einen Messbereich mit einer oberen Schranke auf. Bevorzugt beträgt die obere Schranke dieses Messbereichs mindestens 200 bar, besonders bevorzugt mindestens 300 bar. Der Drucksensor vermag ein Drucksignal zu generieren. Dieses Drucksignal umfasst eine Information über den oder mindestens einen vom Drucksensor gemessenen Druckwert. Die Sensor-Anordnung umfasst außerdem eine Anzeigeeinheit. Die Anzeigeeinheit umfasst eine Anzeigefläche und ein signalverarbeitendes Steuergerät (control unit). Zwischen der Wärmebildkamera und dem Steuergerät ist bei einem Einsatz der Sensor-Anordnung wenigstens zeitweise eine erste drahtlose Datenverbindung, also eine Datenverbindung per Funkwellen, hergestellt oder lässt sich herstellen. Bei hergestellter erster Datenverbindung vermag die Wärmebildkamera zu bewirken, dass ein von der Wärmebildkamera generiertes Bildsignal an das Steuergerät übermittelt wird, und / oder das Steuergerät vermag die Wärmebildkamera abzufragen und dadurch die Übermittlung eines Bildsignals an das Steuergerät auszulösen. Zwischen dem Drucksensor und dem Steuergerät ist bei einem Einsatz der Sensor-Anordnung wenigstens zeitweise eine zweite drahtlose Datenverbindung hergestellt oder lässt sich herstellen. Bei hergestellter zweiter Datenverbindung vermag der Drucksensor zu bewirken, dass ein vom Drucksensor erzeugtes Drucksignal an das Steuergerät übermittelt wird, und / oder das Steuergerät vermag den Drucksensor abzufragen und dadurch die Übermittlung eines Drucksignals auszulösen. Anmerkung: Die Formulierung wird verwendet, dass ein Sensor eine physikalische Größe zu messen vermag, beispielsweise einen Druck. Diese Formulierung bedeutet, dass der Sensor direkt die physikali