用于警告空气被一定大小的颗粒、特别是病毒高度污染的警报检测器的制作方法

用于警告空气被一定大小的颗粒、特别是病毒高度污染的警报检测器
1.本发明涉及一种用于警告空气、特别是室内空气被一定大小的颗粒高度污染的警报检测器，这些颗粒很可能是病毒或其他病原体。
2.存在大量的疾病或病原体，特别是致病性病毒，它们通过空气传播，特别是通过气溶胶传播，因此作为气溶胶颗粒存在于空气中。因此，希望能够检测空气中的此类病毒，并且能够在超过预定极限值时警告它们的存在。例如，此处的极限值可以是由此开始人感染的可能性越来越大的空气中颗粒浓度。
3.关于对空气中是否存在病原体的初步评估以及对潜在存在的病原体所带来的风险的评估，最初不需要确切知道这些病原体或病毒是什么，而只需要知道这些病原体以一定的概率和一定的浓度存在。如果浓度超过预先定义的极限值或者如果浓度变化非常迅速，警告在场人员或负责人是有帮助的，以便这些人员可以离开确定浓度的房间或可以采取进一步措施来避免或减少风险。
4.现有技术中已知变化很大的警报传感器，例如火灾报警器或烟雾报警器，但是它们不能检测空气中以颗粒形式存在的潜在病原体并全面通知警报影响的人。
5.因此，本发明的目的是克服上述缺点，并提供一种警报检测器或包括这种警报检测器的系统，通过该警报检测器可以快速有效地警告受影响的人空气中存在一定大小的颗粒或空气中的颗粒超过一定浓度，这些颗粒很可能是病原体。
6.该目的通过根据技术方案1所述的特征组合来实现。
7.本发明的基本概念是提供一种具有传感器单元的警报传感器，其中所述传感器是根据具有参考标号de 10 2020 120 199.0和de 102020 124 740.0的申请设计的，使得可以快速有效地警告受影响的人。具有参考标号de 10 2020 120 199.0和de 10 2020 124 740.0的所提及的申请或其内容通过引用并入本技术中。
8.根据本发明，提出了一种用于警告空气被一定大小的颗粒、优选是有机颗粒高度污染的警报传感器，这些颗粒很可能是病毒。为此目的，要被警告的颗粒优选地可通过振动破碎，使得它们可以被粉碎。警报传感器包括传感器单元，所述传感器单元被设计成通过确定在空气的第一样本处的第一光散射和在空气的第二样本处的第二光散射之间的差异来确定空气中具有特定目标直径的可振动破碎的且特别是有机的颗粒的浓度。在此，传感器单元例如是被设计成执行根据申请de 10 2020 120 199.0的方法的传感器单元或根据申请de 10 2020120 199.0的传感器。替代地，传感器单元也可以被设计成执行根据申请de 10 2020 124 740.0的方法，或者传感器单元是根据申请de 102020 124 740.0的装置。因此，第一样本中的颗粒不受影响，特别是来自空气的未破碎颗粒，而第二样本中的颗粒是来自空气的通过振动破碎的颗粒。根据本发明，还提供的是：警报传感器具有报告单元，所述报告单元被设计成在空气中颗粒的浓度达到预定极限值(因此浓度超过极限值和/或浓度下降到低于极限值)时报告所述浓度。极限值是例如可能感染病原体或病毒的浓度值。此外，也可以存储多个极限值，其中在达到每个极限值时可以发出警报。
9.由于也可能低于极限值，因此也可以通过警报传感器发出完全清除信号。
10.关于颗粒可破碎性或传感器单元的基本功能原理，颗粒或有机颗粒(例如病毒)可以以简化的形式理解为可以被置于振动的小体。原则上，在这里可以设想具有球形包膜的小体。如果颗粒振动足够强，这会导致这个包膜或颗粒破裂，由此，病原体可以被灭活并且颗粒被“粉碎”成更小的部分或碎片。振动或振动强度在此例如取决于激发振动的光的波长和光的强度以及照射持续时间或脉冲。替代地或另外，也可以例如通过使颗粒经受超声来使颗粒置于振动，其中在这种情况下振动尤其取决于超声的频率，这也可以导致振动使颗粒破碎。通过设置光的波长和/或将超声波的频率设置到由相应类型的颗粒确定并取决于其直径的共振范围，这种效果可以被放大或通过相对较低的能量使用实现，因为必须施加更少的能量来“破坏”或粉碎颗粒。与整个颗粒相比，包含多个部分的破坏掉的颗粒(其先前具有对应于目标直径的直径)改变了光散射特性，因为光不再被单个颗粒散射，而是被其较小的各个部分或碎片散射。
11.相应地，基于在具有破碎颗粒的第一样本处的第一光散射与在具有非破碎颗粒的第二样本处的第二光散射之间的差异，可以确定采集样本的空气中的颗粒浓度。
12.传感器单元可以根据先前确定的浓度以规则的时间间隔或连续地确定此处的浓度。替代地，传感器单元也可以在第一操作模式中有间隔地检查浓度，并且如果浓度超过极限值，则切换到第二操作模式，在该第二操作模式中连续地测量或检查浓度。
13.为了检查传感器单元或警报传感器的功能，它还可以具有测试按钮，通过测试按钮可以检查功能并可以输出对应的信号。此外，为了检查功能性，还可以将无害物质引向传感器单元，由此在功能正确的情况下触发警报传感器并生成警报报告。
14.警报传感器优选地包括电压源，所述电压源为传感器单元和报告单元(如果需要)提供它们操作所需的操作电压。
15.根据一个有利的改进方案，另外还提出了报告单元包括显示单元，所述显示单元被设计成以视觉方式报告达到极限值和/或浓度。替代地或另外，报告单元还可以包括扬声器单元，所述扬声器单元被设计成以声学方式报告达到极限值和/或浓度。显示器或诸如led之类的发光体可以用作显示单元，例如，它可以根据预定逻辑在达到极限值时显示对应的信息项，并且在简单发光体的情况下可以闪烁。在声音报告的情况下，可以通过简单的音调或例如通过先前录制的语音消息来执行警告。
16.在同样有利的变体中，报告单元包括用于有线信号传输的传输单元，所述传输单元被设计成通过将电信号传输到接收器来报告达到极限值和/或浓度。报告单元或警报传感器可以通过传输单元或由此实施的有线信号传输连接到互联网或楼宇自动化系统。
17.作为有线传输单元的补充或替代，另外的实施方案提供的是报告单元包括用于无线信号传输的发送单元和/或接收单元。可与接收单元一起集成在收发器中的发送单元被设计成通过将无线电信号传输到无线电接收器来报告达到极限值和/或浓度。例如，蓝牙、zigbee、wlan或对应于相应无线电标准的其他无线电模块被考虑用于无线信号传输或作为收发器。无线电接收器可以是适用于相应无线电标准的接收器，其中与互联网的连接或经由互联网连接的装置例如也可以经由wlan来实施。除了移动电话之外，无线电接收器例如还可以是可经由相应无线电标准控制的照明或家庭自动化部件或简单地诸如路由器的中央装置，其可以传递对应的信号或消息。特别是例如如果提供室内灯作为无线电接收器或经由插入的中央装置致动室内灯，则这可以根据信号传输或根据达到极限值或浓度来改变
灯光颜色。替代地，语音助手也被考虑在内，它可以用作无线电接收器或者可以经由中央装置激活并且可以输出对应的语音消息。
18.如果为有线数据或信号传输提供传输单元或为无线数据或信号传输提供发送单元，则根据本发明的另外的有利变体，警报传感器包括存储单元，所述存储单元被设计成存储警报传感器的特定标识数据，从而允许相关联的警报传感器的唯一标识。标识数据尤其包括唯一的、因此明确的标识号和/或位置数据，其优选地允许警报传感器的唯一地理分配。位置数据例如可以是gps数据，但在简单的情况下也可以是具有房间号的地址。如果提供了这样的标识数据，则报告单元被设计成在传输时传输标识数据，从而传输有线或无线信号或数据。标识号和/或位置数据可以以开放位置代码(加代码)的形式提供。
19.特别是如果要跟踪或分析空气中的颗粒浓度的时间曲线，则警报传感器的另外的设计是有利的，其中发送单元被设计成将达到极限值和/或浓度发送到分配给发送单元的单个无线电接收器，或者在发送时间点位于发送单元的发送范围内的所有无线电接收器。这些接收器因此优选地分别被设计成接收来自发送单元的信号。
20.如果所使用的无线电技术另外允许形成所谓的“网状”网络，其中多个警报传感器相互连接或经由无线电连接到中心局，则警报消息或检测到的浓度也可以传递给其他警报传感器和/或中心局。
21.向多个无线电接收器的发送可以特别有利地通过一个或多个所谓的蓝牙信标来实施。例如，发送单元可以体现为蓝牙低功耗(le)信标或可以包括这样的信标。这样的信标是单向发送器，它周期性地发送蓝牙le数据包。来自不同生产商的信标有各种广泛的变体，这些变体部分地允许所传输的数据包的不同配置。例如，一些只能传输uuid(通用唯一标识符)，即唯一标识号，其他的可以另外传输关于信标发送功率的规范，借助这些规范，相应的接收器或无线电接收器可以确定无线电接收器到信标的大致距离。其他信标在所传输的数据或信号中包含url，使得可以参考例如数据库，在所述数据库中，例如可由信标或发送单元存储另外的信息项。
22.现有技术中已知的信标通常使用蓝牙le广告包。它们具有固定的长度。
23.本发明的另外的方面涉及由根据本发明的警报传感器和终端组成的系统，所述终端可以是固定终端，例如计算机，或者也可以是移动终端，诸如移动电话或智能电话。终端在此对应于上述接收器或上述无线电接收器。在这种情况下，终端被设计成在接收到来自报告单元的信号(该信号指示达到极限值和/或浓度)时以视觉方式、声学方式和/或触觉方式报告达到极限值和/或浓度。此外，还可以进一步处理所传输的数据，即浓度或达到极限值，并且例如浓度的时间曲线可以被内插以预先确定将来达到极限值。
24.在这样的系统中，终端还可以有利地被设计成基于信号的信号强度和/或基于由报告单元利用信号传输的标识数据来确定相对于警报传感器的位置和/或距警报传感器的距离。因此，可以警告不要在超出极限值的某个方向上或某个区域中移动。
25.此外，本发明的另外的方面涉及由根据本发明的警报传感器和具有数据库的服务器组成的另外的系统，所述数据库原则上也是终端。如上所述，警报传感器的报告单元包括存储单元和传输单元或发送单元。此外，报告单元被设计成将达到极限值和/或浓度与标识数据一起作为数据集传输到服务器，特别是直接经由互联网或经由互连的具有互联网能力的或智能的装置。在这种情况下，服务器被设计成将数据集存储在数据库中和/或基于标识
数据将存储在数据库中的信息项分配给数据集。
26.在这种具有数据库的系统中，可以有利地提供的是存储在数据库中的信息项包含联系人或紧急联系人的联系数据，其中服务器被设计成在将数据集分配给存储的信息项时向联系人传输消息。例如，可以提供由警报传感器监测的场所的拥有者或所有者、看护人或者还有卫生部门作为联系人。例如，可以经由电子邮件、sms或计算机语音电话将警报通知他们。替代地，通过合适的数据通信或数据接口的信息或警报也可以在接收器处直接在为此目的提供的软件中(例如在集成式控制中心中)进一步处理这些数据。
27.使用根据本发明的警报传感器或根据本发明的包括警报传感器的系统中的一个，特别是在使用用于无线信号传输的报告单元时，所述报告单元被设计成在发送时间点将达到极限值和/或浓度发送到位于发送单元的发送范围内的所有合适的无线电接收器，并且特别是在使用信标作为报告单元或作为报告单元的一部分时，可以实施以下行为或场景：
28.1.信标发送uuid，所述uuid对于相关联的警报传感器是唯一的。然而，在此处仅当或只要超过极限值，它才会被发送，因此是不连续的。在具有互联网功能的(“智能”)终端上存在应用程序或应用，其通过终端的蓝牙模块检查终端的周围环境以寻找此类信标。如果通常从信标接收到对应的广告数据包或信号或消息，则应用会输出警报。
29.2.由信标传输的信号或由信标传输的消息的格式还包含“信标代码”，所述信标代码包含警报传感器的状态，特别是浓度，或者除了uuid之外或作为其替代，还包含与信标的警报传感器相关联的url。在这种情况下，信标永久或连续发送，并且“信标代码”或url可以在应用中或经由应用指示传感器单元的状态，例如，可以将所述状态存储在服务器中，警报传感器可以向服务器传送对应的信息项。在这种情况下有利的是，即使没有超过阈值，也可以检测传感器单元或警报传感器或其状态，使得可以独立于达到极限值对警报传感器进行功能检查。
30.3.信标可以具有特定于相应信标的uuid。这可以与服务器上的位置一起集中记录，由此可以在相应的地图应用程序中显示传感器单元。如果终端由于来自信标的消息而记录了传感器单元的超出阈值的值，则它将其uuid发送到服务器，所述服务器随后在地图中以不同的方式显示传感器单元，从而可以警告地图的观察者。因此传感器单元不一定需要到服务器的单独连接或单独的互联网连接，因为传递将由互连的装置作为具有相应提供的应用程序或应用的中间站来实施。
31.4.此外，信标不仅可以设计为发送单元，还可以设计为接收单元，因此可以设计为收发器。除了上述变体之外，因此还可以使用这样的收发器来提供的是收发器或接收单元连续监测其周围环境的其他发送器，因此监测具有蓝牙的智能装置，这些发送器传输唯一地标识智能装置的相应uuid，并且信标或警报传感器将这些uuid存储预定的时间段，优选是匿名的。如果要报告达到极限值或浓度，则可以将存储的匿名uuid传输到服务器，所述服务器通过消息将警报或达到极限值或浓度通知装置。
32.因此，本发明的另外的方面涉及一种用于通过根据本发明的具有报告单元的警报传感器来警告具有包括蓝牙模块的移动终端的人的方法，所述报告单元包括蓝牙信标作为发送单元和/或接收单元。在每种情况下，这里假设移动终端和警报传感器至少可以暂时经由蓝牙相互通信，使得移动终端必须位于警报传感器的报告单元的发送和/或接收范围内。在这里多个移动终端也可以位于发送和/或接收范围，其中蓝牙信标或报告单元可以连接
到多个移动终端中的多个或所有移动终端，或者可以与它们通信。在第一变体中，发送单元连续地、以规则的间隔或在达到极限值时将空气中的颗粒浓度或达到极限值传输到移动终端，其中在达到极限值时，移动终端则例如以视觉方式、声学方式或触觉方式向人进行警告，优选是经由为此目的提供的应用程序(应用)。在也可以附加地提供的第二变体中，移动终端将唯一的标识号传输到警报传感器，所述警报传感存储标识号(uuid)持续至少预定的时间段。此外，警报传感器经由移动无线电信号或网络信号连续地、以规则的间隔或在达到极限值时将浓度或达到极限值传输到移动终端，然后所述移动终端进而例如以视觉方式、声学方式或触觉方式向人进行警告，优选是经由移动终端上的应用程序(应用)。在这种情况下也可以提供经由互连服务器的通信，并且标识号也是匿名的。
33.因此，特别是可以实施四个示例性变体：
34.1.警报传感器在达到极限值时将达到极限值和/或浓度不连续地传输到警报传感器范围内的所有移动终端。
35.2.警报传感器连续地将达到极限值和/或浓度或者到具有浓度的服务器的链接传输到警报传感器范围内的所有移动终端，其中替代地，可以提供的是浓度和另外的数据(诸如警报传感器的状态或位置)由警报传感器存储在服务器上，移动终端可以经由从警报传感器传输到终端的链接或标识符从所述服务器检索另外的数据或浓度。
36.3.警报传感器连续或不连续地将达到极限值和/或浓度传输到警报传感器范围内的所有移动终端或警报传感器范围内的至少一个移动终端，这些移动终端将达到极限值和/或浓度以及作为中间站的警报传感器的标识号或位置传递给服务器，不必在警报传感器范围内的另外的移动终端可以从所述服务器检索浓度和/或到达极限值。
37.4.警报传感器从范围内的移动终端接收唯一标识号，并将其与浓度或达到极限值的报告一起传输到服务器，所述服务器通常根据预定参数经由移动无线电网络或经由wlan或经由互联网连接通知与标识号相关联的移动终端，使得可以例如随后或实时将浓度或达到极限值通知与移动终端相关联的人，并在必要时进行警告。
38.本发明的其他有利改进在从属权利要求中表征。