Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung einer Messgröße nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Messvorrichtung findet insbesondere als Sensor für die Steuerung eines Lüftungssystems in einem Gebäude Verwendung. Beispielsweise kann der Sensor als Raumluftgüte-Sensor, Wohlfühlklima-Sensor o. dgl. dienen.

Eine solche Messvorrichtung zur Messung einer Messgröße umfasst eine Messkomponente zur Messung einer für Luft und/oder für die Umgebung charakteristischen Messgröße. Bei dieser charakteristischen Messgröße handelt es sich beispielsweise um die Güte der Luft und/oder um die Qualität der Luft. Die Messvorrichtung arbeitet dann in der Art eines Raumluftgütesensors. Die bekannte Messvorrichtung bietet somit lediglich eine einzige Funktionalität.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Messvorrichtung im Hinblick auf deren Funktionalität weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Messvorrichtung durch die

kennzeichnenden Merkmaie des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist eine weitere Messkomponente zur Detektion von in der Luft befindlichen Partikeln vorgesehen. Bei diesen zu detektierenden Partikeln kann es sich um Rauch- und/oder Staubpartikel handeln, so dass die weitere Messkomponente in der Art eines Rauch- und/oder Staubmelders arbeitet.

Vorteilhafterweise ist somit die Funktionalität der Messvorrichtung erweitert. Insbesondere kann im Notfall die Lüftung für das Gebäude bedarfsgerecht gesteuert werden. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.

In weiterer Ausgestaltung kann zum Schutz für die Messvorrichtung ein Gehäuse vorgesehen sein. In kompakter Anordnung können die Messkomponente sowie die weitere Messkomponente im Gehäuse angeordnet sein. Des Weiteren kann es sich anbieten, dass ein MikroController zum Betrieb der Messkomponente im Gehäuse befindlich ist, womit die Messvorrichtung in vielfältiger Weise einsetzbar ist.

Zweckmäßigerweise kann es sich bei der Messkomponente zur Messung der für die Luft charakteristischen Messgröße um einen Sensor für die Messung der Temperatur der Luft und/oder der Feuchte der Luft und/oder des Kohlendioxid(C0 ₂ )-Gehalts der Luft und/oder des Anteils an organischen Verbindungen in der Luft und/oder der Helligkeit der Umgebung und/oder der Bewegung in der Umgebung in der Art eines Anwesenheitssensor o. dgl.

handeln. In funktions- sowie betriebssicherer Art und Weise kann die Messkomponente zur Detektion von Rauch und/oder Staub optisch in der Art eines Rauch- und/oder Staubsensors, und zwar insbesondere mittels Lichtstreuung an den Rauch- und/oder Staubpartikeln, arbeiten.

Zwecks weiterer Steigerung der Funktionalität kann die Messkomponente ein zur

Messgröße korrespondierendes Signal erzeugen. Aus dem Signal kann weiterhin eine Nachricht erzeugt werden, und zwar insbesondere eine die Kombination der Signale der Messkomponenten umfassende Nachricht. Zweckmäßigerweise kann die Nachricht in der Art einer Steuerbotschaft an ein Steuergerät, insbesondere für die Raumbelüftung, für die Temperaturregelung, für die Alarmmeldung, beispielsweise bei Einbruch und/oder Feuer, o. dgl., übermittelt werden. Um Leitungen einzusparen und/oder zwecks flexibler Anordnung der Messvorrichtung im Gebäude kann es sich anbieten, dass ein Funkmodul zur

Übermittlung der Nachricht vorgesehen ist. Der Kompatibilität halber kann es sich anbieten, dass das Funkmodul mit einem offenen Funkstandard sendet. In kompakter Bauweise kann das Funkmodul im und/oder am Gehäuse angeordnet sein, wobei zweckmäßigerweise das Funkmodul mit einer Antenne in Verbindung stehen kann.

Für einen besonders energieeffizienten Betrieb der Messvorrichtung kann ein

Energieharvesting-Modul zur Erzeugung der für den Betrieb der Messkomponente und/oder des MikrocontroUers und/oder des Funkmoduls benötigten Energie vorgesehen sein.

Beispielsweise kann es sich bei dem Energieharvesting-Modul um eine Solarzelle, einen Thermogenerator o, dgl. handeln. In kompakter Bauweise kann das Energieharvesting- Modul im und/oder am Gehäuse angeordnet sein. Zweckmäßigerweise kann die erzeugte Energie mittels eines Energiespeichers gespeichert werden, um dann bei Bedarf zur

Verfügung zu stehen. Als Energiespeicher kann beispielsweise ein Akku, ein Kondensator o. dgl. dienen. In kostengünstiger sowie effizienter Art kann es sich bei dem Energiespeicher um einen Doppelschichtkondensator handeln. Zur Steigerung der Betriebssicherheit kann eine Batterie vorgesehen sein, die die zum Betrieb benötigte Energie bereitstellt, falls die erzeugte Energiemenge für den Betrieb der Messkomponente und/oder des MikrocontroUers und/oder des Funkmoduls nicht ausreichend ist. Die Batterie kann somit in der Art eines Backup-Systems arbeiten.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung eignet sich besonders zur Verwendung in einem Lüftungssystem mit erweiterter Funktionalität für die Raumbelüftung in einem Gebäude. Ein solches Lüftungssystem umfasst ein Steuergerät sowie die Messvorrichtung. Die von der Messvorrichtung gemessene Messgröße wird dann an das Steuergerät zur Steuerung der Raumbelüftung übermittelt.

Des Weiteren stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Lüftungssystems für die Raumbelüftung in einem Gebäude bereit. Bei diesem Verfahren wird eine für die Luft im Raum und/oder für die Umgebung im Raum charakteristische Messgröße gemessen. Das Lüftungssystem wird dann in Abhängigkeit von der charakteristischen Messgröße gesteuert. Zusätzlich können die in der Luft im Raum befindlichen Rauch- und/oder Staubpartikel als weitere Messgröße gemessen werden, beispielsweise indem der Anteil und/oder die

Konzentration der Rauch- und/oder Staubpartikel in der Luft gemessen werden. Dadurch kann im Brandfall beziehungsweise in einem sonstigen Notfall bei Überschreiten eines Grenzwertes für die weitere Messgröße die Raumbelüftung unterbunden bzw. abgeschaltet werden. Vorteilhafterweise können somit ein weiteres Ausbreiten des Feuers verhindert und/oder die Löscharbeiten erleichtert werden. Schließlich können in einfacher Art und Weise zur leichteren Erkennung des Brandfalls zusätzlich die gemessene Temperatur der Luft im Raum und/oder der gemessene Kohlendioxid(C0 ₂ )-Gehalt der Luft im Raum ausgewertet werden.

Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist nachfolgendes festzustellen.

Zur Steuerung moderner Lüftungssysteme kann die Qualität der Luft benötigt werden. Beispielsweise ist hierzu die Feuchte, der Kohlendioxid(C0 ₂ )-Gehalt, der Anteil an organischen Verbindungen, die Temperatur o. dgl. der Luft zu bestimmen und/oder die Helligkeit, die Anwesenheit von Personen o. dgl. in dem jeweiligen Raum des Gebäudes festzustellen. Die Anzahl und/oder Art der Messgrößen kann jedoch je nach Einsatzzweck variieren. Im Brandfall soll jedoch die Luftzufuhr durch das Lüftungssystem unterbunden werden. Es soll ein hierfür geeigneter Sensor geschaffen werden.

Erfindungsgemäß wird hierfür die Kombination eines Rauchmelders und eines

Raumluftgütesensors, insbesondere auf Basis eines funkvernetzten Systems, vorgeschlagen. Geschaffen sind somit ein Funk-Raumluftgütesensor und/oder ein Wohlfühlklimasensor mit einem Partikelsensor als Rauchmelder. In weiterer Ausgestaltung kann der Sensor als ein Multisensor basierend auf einer Kombination von Sensoren zur Messung diverser Größen, wie der Temperatur, der Luftfeuchte, des C0 ₂ -Gehalts, des Anteils von organischen Verbindungen, der Helligkeit, der Bewegung in der Art eines Anwesenheitssensors mit einem Rauchsensor ausgebildet sein. Der Rauchsensor ist bevorzugterweise auf dem Prinzip der Lichtstreuung basierend.

In weiterer Ausgestaltung bezieht der Sensor seine Energie primär aus einem

Energieharvesting-Modul, beispielsweise einer Solarzelle oder einem Thermogenerator. Die Energie wird in einem Energiespeicher, beispielsweise einem Doppelschichtkondensator, gespeichert. Sollte die erzeugte Energiemenge nicht ausreichend sein, so wird auf eine Batterie als Backup zurückgegriffen. Der Sensor misst neben dem Partikelgehalt der Luft in der Art eines Rauchmelders und/oder Staubmelders noch wenigstens einzelne der folgenden Größen:

Temperatur,

- Luftfeuchte,

Anteil der organischen Verbindungen in der Luft,

- C0 ₂ -Gehalt der Luft,

- Helligkeit,

Luftdruck,

- Anwesenheit, beispielsweise mittels eines Passiv-Infrarot-Detektors.

Aus der Kombination der Sensorsignale werden Steuerbotschaften für eine Raumbelüftung, eine Temperaturregelung, eine Alarmmeldung, beispielsweise bei Einbruch und/oder Feuer, gebildet. Die Botschaften werden über ein Funkmodul, idealerweise mit einem offenen Funkstandard, gesendet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in Folgendem:

- Es ist eine Erhöhung der Fehlersicherheit des Rauchmelders durch die zusätzliche Auswertung von Temperatur und/oder C0 ₂ -Gehalt der Luft gegeben.

- Es ist eine Unterbrechung der Lüftung im Brandfall ermöglicht.

Es ist nur eine Funkplattform für alle Sensorsignale notwendig.

- Es wird nur ein Gerät pro Raum des Gebäudes zur Erfassung aller Daten für ein Wohlfühlklima benötigt.

- Es ist eine energieeffiziente Nutzung von Solarzellen und/oder eines

Thermo generators zur Unterstützung der Batterie des Rauchmelders ermöglicht.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und

Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 einen schematisch angedeuteten Raum in einem Gebäude mit einem

Lüftungssystem, das eine Messvorrichtung umfasst, und Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Messvorrichtung aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist in schematischer Art ein Raum 11 in einem Gebäude angedeutet, wobei der Raum 11 mit einem Fenster 12 versehen ist. Das Fenster 12 umfasst einen Rahmen 13, in dem ein Fensterflügel 14 bewegbar zum Öffnen und/oder Schließen des Fensters 12 angeordnet ist. Zum manuellen Öffnen und/oder Schließen des Fensters 12 dient ein Griff 15 als Handhabe für den Benutzer. Des Weiteren kann das Fenster 12 nichtmanuell geöffnet und/oder geschlossen werden, indem der Fensterflügel 14 mittels eines Elektromotors 16 bewegbar ist. Hierzu ist der Elektromotor 16 von einem Steuergerät 17 entsprechend ansteuerbar. Anstelle eines Elektromotors 16 ist selbstverständlich auch ein sonstiger Antrieb, beispielsweise ein Elektromagnet, verwendbar. Das Fenster 12, das den

nichtmanuell bewegbaren Fensterflügel 14 umfasst, sowie der Elektromotor 16 und das Steuergerät 17 sind Bestandteil eines Lüftungssystems 20 für den Raum 1 1 im Gebäude.

Das Lüftungssystem 20 umfasst weiterhin eine Messvorrichtung 1. In Fig. 2 ist die

Messvorrichtung 1 zur Messung einer Messgröße als Blockschaltbild zu sehen, wobei die Messvorrichtung 1 vorliegend als Sensor für die Steuerung des Lüftungssystems 20 im Gebäude dient. Die Messvorrichtung 1 umfasst eine Messkomponente 2 zur Messung einer für die Luft im Raum 11 und/oder für die Umgebung der Messvorrichtung 1 im Raum 11 charakteristischen Messgröße. Bei der Messkomponente 2 handelt es sich insbesondere um einen Sensor für die Luftgüte und/oder die Qualität der Luft in der Art eines

Raumluftgütesensors. Die Messvorrichtung 1 umfasst eine weitere Messkomponente 3 zur Detektion von in der Luft des Raumes 11 befindlichen Partikeln. Bei diesen Partikeln handelt es sich insbesondere um Rauch- und/oder Staubpartikel, so dass die

Messkomponente 3 also als ein Rauch- und/oder Staubmelder dient. Des Weiteren besitzt die Messvorrichtung 1 ein Gehäuse 4, wobei die Messkomponente 2 sowie die weitere Messkomponente 3 im Gehäuse 4 angeordnet sind.

Bei der Messkomponente 2 zur Messung der für Luft charakteristischen Messgröße handelt es sich um einen Sensor 2a für die Messung der Temperatur der Luft und/oder der Feuchte der Luft und/oder des Luftdrucks. Bei der Messkomponente 2 kann es sich auch um einen Sensor 2b für die Messung des Kohlendioxid(C0 ₂ )-Gehalts der Luft und/oder des Anteils an organischen Verbindungen in der Luft handeln. Schließlich kann es sich bei der Messkomponente 2 auch um einen Sensor 2c zur Messung der Helligkeit der Umgebung in der Art eines Lichtsensors und/oder der Bewegung in der Umgebung in der Art eines Anwesenheitssensors handeln. Selbstverständlich kann die Messkomponente 2 weiterhin für die Messung sonstiger die Luftgüte betreffenden Messgrößen vorgesehen sein. Die weitere Messkomponente 3 zur Detektion von Rauch und/oder Staub arbeitet optisch in der Art eines Rauch- und/oder Staubsensors, und zwar insbesondere mittels Lichtstreuung an den Rauch- und/oder Staubpartikeln.

Die Messkomponenten 2, 2a, 2b, 2c und die weitere Messkomponente 3 stehen mit einem im Gehäuse 4 befindlichen MikroController 5 in Verbindung, wobei der MikrocontroUer 5 zu deren Betrieb dient. Die Messkomponente 2, 2a, 2b, 2c, 3 erzeugen ein zur Messgröße korrespondierendes Signal, das an den MikrocontroUer 5 übermittelt wird. Der

MikrocontroUer 5 erzeugt aus dem empfangenen Signal eine Nachricht. Dabei bietet es sich der Effizienz halber an, dass der MikrocontroUer 5 eine die Kombination der Signale der Messkomponenten 2, 2a, 2b, 2c, 3 umfassende Nachricht erzeugt. Diese Nachricht wird dann in der Art einer Steuerbotschaft vom MikrocontroUer 5 mittels Funkübertragung 18 an das Steuergerät 17 übermittelt, wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist. Das Steuergerät 17 steuert dann den Elektromotor 16 für die Raumbelüftung, für die Temperaturregelung o. dgl. dementsprechend an. Selbstverständlich kann das Steuergerät 17 auch eine Alarmmeldung, beispielsweise zur Feststellung eines Einbruchs und/oder von Feuer, erzeugen.

Zur Übermittlung der Nachricht mittels Funkübertragung 18 an das Steuergerät 17 ist ein Funkmodul 6 im und/oder am Gehäuse 4 vorgesehen, wie weiter in Fig. 2 zu sehen ist. Das Funkmodul 6 steht mit einer Antenne 7 in Verbindung und sendet die Nachricht drahtlos über die Antenne 7. Bevorzugterweise sendet das Funkmodul 6 mit einem offenen

Funkstandard, so dass die Messvorrichtung 1 universell einsetzbar ist. Selbstverständlich kann anstelle der drahtlosen Funkübertragung 18 der Nachricht an das Steuergerät 17 auch eine Nachrichtenübermittlung über eine elektrische Leitung vorgesehen sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Zur Erzeugung der für den Betrieb der Messkomponente 2, 2a, 2b, 2c, 3 und/oder des MikroControllers 5 und/oder des Funkmoduls 6 benötigten Energie ist ein

Energieharvesting-Modul 8 vorgesehen. Vorliegend besteht das Energieharvesting-Modul 8, das im und/oder am Gehäuse 4 angeordnet ist, aus einer Solarzelle. Anstelle einer Solarzelle 8 kann jedoch auch ein Thermogenerator o. dgl. vorgesehen sein. Die von der Solarzelle 8 erzeugte Energie wird mittels eines Energiespeichers 9 gespeichert, wofür der

MikroController 5 des Weiteren als ein Laderegler arbeitet. Bei dem Energiespeicher 9 kann es sich um einen Kondensator, beispielsweise einen Doppelschichtkondensator, um einen Akku o. dgl. handeln. Schließlich ist im Gehäuse 4 noch eine Batterie 10 angeordnet. Falls die vom Energieharvesting-Modul 8 erzeugte Energiemenge für den Betrieb der

Messkomponente 2, 2a, 2b, 2c, 3 und/oder des MikroControllers 5 und/oder des Funkmoduls 6 nicht ausreichend ist, wirkt die Batterie 10 in der Art eines Backup-Systems.

Das Lüftungssystem 20 für die Raumbelüftung in einem Gebäude wird nun gemäß Fig. 1 wie folgt betrieben. Mittels der Messvorrichtung 1 wird eine für die Luft im Raum 11 und/oder für die Umgebung im Raum 11 charakteristische Messgröße gemessen. Die gemessene Messgröße wird von der Messvorrichtung 1 an das Steuergerät 17 mittels Funkübertragung 18 gesendet. Das Steuergerät 17 steuert dann das Lüftungssystem 20, und zwar insbesondere das nichtmanuelle Öffnen und/oder Schließen des Fensters 12, in

Abhängigkeit von der charakteristischen Messgröße. Insbesondere werden dabei von der Messvorrichtung 1 die in der Luft im Raum 1 1 befindlichen Rauch- und/oder Staubpartikel als weitere Messgröße gemessen. Dadurch kann in einem eventuellen Brandfall, welcher durch Überschreiten eines Grenzwertes für die weitere Messgröße erkennbar ist, die

Raumbelüftung durch Schließen des Fensters 12 unterbunden werden, um so ein weiteres Ausbreiten des Feuers zu verhindern. Zusätzlich kann zur Erkennung des Brandfalls die gemessene Temperatur der Luft im Raum 11 und/oder der gemessene Kohlendioxid(C0 ₂ )- Gehalt der Luft im Raum 1 1 ausgewertet werden.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann anstelle eines Fensters 12 zur Belüftung des Raumes 11 auch eine sonstige Klappe, ein Ventilator o. dgl. zur Außenseite des Gebäudes verwendet werden. Des Weiteren kann eine solche Messvorrichtung 1 nicht nur zur Überwachung der Luft in einem Gebäude sondern auch in sonstigen Anwendungen, beispielsweise in der Heizungstechnik, in der Labortechnik und/oder in der chemischen Verfahrenstechnik eingesetzt werden.

Bezugszeichen-Liste : : Messvorrichtung

: Messkomponente

a: Sensor für Temperatur / Luftdruck / Feuchte

b: Sensor für C0 ₂ -Gehalt / organische Verbindungenc: Sensor für Helligkeit / Bewegung

: (weitere) Messkomponente (Rauch- und/oder Staubsensor): Gehäuse (von Messvorrichtung)

: MikroController

: Funkmodul

: Antenne

: Energieharvesting-Modul / Solarzelle

: Energiespeicher

0 : Batterie

1 : Raum (in Gebäude)

2 : Fenster

3 : Rahmen (von Fenster)

4 Fensterflügel

5 : Griff (an Fensterflügel)

: Elektromotor

: Steuergerät

8 Funkübertragung

: Lüftungssystem