DE19858022C2 - Verfahren zur Messung von Gaskonzentrationen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Gaskonzentrationen mit einem Meßkopf, welcher mit einer satellitengestützen Positionsbe­ stimmungseinrichtung (Global-Positioning-System = GPS) versehen ist.

Auf der DE 196 14 231 A1 ist eine Meßvorrichtung mit einem satelliten­ gestützten Positionsbestimmungssystem in Form einer personenbezogenen Notfallmeldeeinrichtung bekannt, mit welcher kontinuierlich bestimmte Vitalparameter eines Patienten gemessen und in einer Notfallsituation zusammen mit den aktuellen Positionsdaten an eine Notrufzentrale über­ tragen werden. Mit der bekannten Meßvorrichtung soll ein schneller und gezielter Rettungseinsatz ermöglicht werden.

Zur Messung von Gaskonzentrationen an unterschiedlichen Orten sind Vorrichtungen bekannt, die aus einzelnen, in mehreren Räumen ange­ ordneten Meßköpfen bestehen, wobei die Übertragung der Meßwerte an eine zentrale Auswerteeinheit erfolgt. Eine derartige Vorrichtung ist bei­ spielhaft in der DE-OS 26 55 271 gezeigt.

Nachteilig bei dem bekannten Meßsystem ist, daß Gaskonzentrations­ messungen nur an genau vorgegebenen Meßorten vorgenommen werden können.

Aus der US-Zeitung: Analytical Chemistry Vol. 70, No. 18; September 15, 1998, Seiten 3874-3879 ist ein Meßkopf zur Messung von Gaskonzentrationen bekannt, welcher mit einer satellitengestützten Positionsbestimmungseinrichtung gekoppelt ist. Es werden Gaskonzentration und Positionsdaten in bestimmten Zeitintervallen gemessen und in einem Datenspeicher abgelegt.

Ein Verfahren zur Altlastdetektion mittels einer Suchsonde geht aus der DE 44 23 623 A1 hervor. Hierbei wird dem Signal der Suchsonde für die zu identifzierenden Objekte ein GPS-Signal zugeordnet, um eine Karte mit den von der Suchsonde erfassten Objekten zu erstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung von Gaskonzentrationen anzugeben, mit dem es möglich ist, auf einfache Art Gaskonzentrationen an unterschiedlichen Orten zu erfassen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Position des Meßkopfes und einen der Position zugeordneten Gaskonzentrations-Meßwert in vorbestimmten Zeitintervallen zu bestimmen und in einem Datenspeicher des Meßkopfes abzulegen. Innerhalb der Zeitintervalle werden weitere Gaskonzentrations- Meßwerte erfasst und mit dem zuletzt gespeicherten Gaskonzentrations-Meßwert verglichen. Aus dem aktuell gemessenen Gaskonzentrations-Meßwert und dem zuletzt gespeicherten Gaskonzentrations-Meßwert wird ein Differenz- Konzentrationsmeßwert gebildet, wobei der aktuell gemessene Gaskonzentrations-Meßwert nur dann in dem Datenspeicher abgelegt wird, wenn der Differenz-Konzentrationsmeßwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise können innerhalb der Zeitintervalle auftretende signifikante Gas-Konzentrationsänderungen erfasst und dokumentiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In zweckmäßiger Weise läßt sich ein Schadstoffkataster der zu untersuchenden Umgebung anlegen, indem der mit einer satellitengestützten Positionsbestimmungseinrichtung versehene Meßkopf ständig die momentane Position erfaßt, diese mit einer zuvor gemessenen Position vergleicht und bei einer signifikanten Veränderung die aktuellen Positionsdaten zusammen mit einem Gaskonzentrations-Meßwert in einem Datenspeicher des Meßkopfes ablegt.

In zweckmäßiger Weise werden die im Meßkopf gespeicherten Gas­ konzentrations-Meßwerte zusammen mit den Positionsdaten an eine Auswerteeinheit übertragen, in welcher das Schadstoffkataster erstellt wird. Die Übertragung kann in bekannter Weise über eine PC-Schnitt­ stelle oder aber auch drahtlos erfolgen. Sofern mehrere Meßköpfe vor­ handen sind, die Positionsdaten und Gaskonzentrationsmeßwerte an die Auswerteeinheit übermitteln, kann mittels der Positionsdaten der Abstand der Meßköpfe untereinander oder aber auch eine mittlere Gaskonzentration längs einer Meßstrecke zwischen zwei Meßköpfen berechnet werden.

Es ist zweckmäßig, bei mehreren Meßköpfen die gespeicherten Positions­ daten und die Meßwerte zusammen mit einer den Meßköpfen zugeordneten Kennung an die Auswerteeinheit zu übertragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Meßkopf mit einer satelliten­ gestützten Positionsbestimmungseinrichtung,

Fig. 2 schematisch eine Auswerteeinheit.

Ein in der Fig. 1 schematisch dargestellter Meßkopf 1, welcher zum Empfang der von Positionssendern 2 ausgesendeten GPS-Signale 3 ausgebildet ist, besteht aus einem Empfänger 4 mit einer Empfangsantenne 5, einer Positionsbe­ stimmungseinrichtung 6 mit einem Positionsdatenvergleicher 7, einem Gas­ sensor 8, welcher an eine Recheneinheit 9 mit einem Speicher 10 ange­ schlossen ist, einem Sender 11 und einer Eingabetastatur 12, über welche eine dem Meßkopf zugeordnete Kennung in die Recheneinheit 9 eingegeben werden kann.

Die in der Fig. 2 veranschaulichte Auswerteeinheit 13 erhält die von einem oder mehreren Meßköpfen 1 ausgesendeten Positionsdaten und Gaskonzentrations-Meßwerte über eine Empfangseinrichtung 14 mit nachgeschaltetem Rechner 15. Die empfangenen Meßwerte werden über eine Anzeigeeinheit 16 mit einem in der Fig. 2 nicht dargestellten Bildschirm ausge­ geben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Der Empfänger 4 erhält fortlaufend GPS-Signale 3, aus denen in der Positionsbestimmungseinrichtung 6 aktuelle Positionsdaten berechnet werden, und gleichzeitig wird mit dem Gassensor 8 der Schadgasgehalt in der Umgebung des Meßkopfes 1 kontinuierlich bestimmt. Aus den vom Gassensor 8 gelieferten Signalen werden in der Recheneinheit 9 Gaskonzentrations-Meßwerte ermittelt. Über die Tastatur 12 wird vor Beginn der Messungen entweder eine dem Meßkopf 1 zugeordnete oder eine benutzerspezifische Kennung in die Recheneinheit 9 eingegeben und in dem Speicher 10 abgelegt. Der Positionsdatenvergleicher 8, der in vorbestimmten Zeitabständen neue Positionsdaten von der Positionsbestimmungseinrichtung 6 erhält, vergleicht die aktuellen Positionsdaten mit Positionsdaten einer vorherigen Position. Bei einer Positionsveränderung, die durch Überschreiten eines Grenzwertes beim Positionsdatenvergleich erkannt wird, werden die aktuellen Positionsdaten zusammen mit dem zugehörigen Gaskonzentrations-Meßwert in den Speicher 10 aufgenommen. Sofern die Position des Meßkopfes 1 nicht verändert wird und Gaskonzentrations-Meßwerte an einem festen Ort be­ stimmt werden sollen, erfolgt die Erfassung der Gaskonzentrationsmeßwerte in größeren Zeitabständen, und/oder ausgelöst durch einen Schwellwert in der Gaskonzentration, um sie dann, zusammen mit den unverändert gebliebenen Positionsdaten, in dem Speicher 10 zu dokumentieren. Auf diese Weise lassen sich, ohne daß der Benutzer irgendwelche Einstellungen an dem Meßkopf vornehmen muß, Gaskonzentrations-Meßwerte sowohl an unterschiedlichen Orten erfassen, oder es kann die Gaskonzentration in Abhängigkeit von der Zeit an einem festen Ort gemessen werden. Durch die Verknüpfung der Gaskonzentrations-Meßwerte mit den Positionsdaten und der Zeit, kann der Meßablauf genau nachvollzogen werden.

In der Auswerteeinheit 13 werden die von dem Meßkopf 1 empfangenen Meßdaten auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 16 in Form eines Schadstoff­ katasters dem Benutzer dargestellt. Die Aufarbeitung der Meßdaten erfolgt hierbei mittels des Rechners 15. So kann beispielsweise der Meßkopf 1 bei einem Rundgang durch eine Fabrikanlage Meßdaten aufzeichnen und ständig an die Auswerteeinheit 13 übertragen. Grenzwertüberschreitungen des Schadstoffgehaltes sind an der Auswerteeinheit 13 sofort erkennbar.

Claims (6)

1. Verfahren zur Messung von Gaskonzentrationen mit mindestens einem Meßkopf (1), welcher mit einer satellitengestützten Positionsbestimmungs­ einrichtung (GPS) (6) versehen ist, gekennzeichnet durch die Schritte,

• - die Position des Meßkopfes (1) und Gaskonzentrations-Meßwerte in vorbestimmten Zeitintervallen zu bestimmen und in einem Datenspeicher (10) des Meßkopfes (1) abzulegen,
• - innerhalb der Zeitintervalle weitere Gaskonzentrations-Meßwerte zu erfassen,
• - Differenz-Konzentrationsmesswerte aus dem aktuell ermittelten und dem zuletzt gespeicherten Gaskonzentrations-Meßwert zu bilden und
• - den aktuell ermittelten Gas-Konzentrations-Meßwert in dem Datenspeicher (10) des Meßkopfes (1) abzulegen, wenn der Differenz-Konzentrationsmeßwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte, die Position des Meßkopfes (1) zu verändern und erste Positionsdaten einer zuvor gemessenen ersten Position mit zweiten Positionsdaten einer aktuellen Position zu vergleichen, beim Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes zwischen den ersten Positionsdaten und den zweiten Positionsdaten die aktuelle Gaskonzentration an der zweiten Position zu messen und den aktuellen Meßwert für die Gaskonzentration zusammen mit den zweiten Positionsdaten in dem Datenspeicher (10) des Meßkopfes (1) abzulegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Schritte, bei mehreren Meßköpfen (1) aus den Positionsdaten von Einzel-Meß­ köpfen (1) den Abstand der Meßköpfe (1) untereinander zu berechnen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Schritte, aus Gas-Konzentrationsmeßwerten zweiter Meßköpfe eine mittlere Gas­ konzentration längs einer Meßstrecke zwischen zwei Meßköpfen zu berechnen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, die gespeicherten Positionsdaten und Gaskonzentrations-Meßwerte an eine Aus­ werteeinheit (13) zu übertragen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die Positionsdaten und Gaskonzentrations-Meßwerte zusammen mit einer dem Meßkopf (1) zugeordneten Kennung an die Auswerteeinheit (13) weiterzugeben.