本描述涉及能够检测使用(包括装置是否被穿戴)、将使用数据记录在装置上并最终无线地发射使用数据的个人防护设备，并且涉及一种监控个人防护设备的使用(包括装置是否被穿戴)的时间的方法。
背景技术：
保持工作人员的安全和健康是许多行业中主要关注的问题。已经开发出各种规则和条例来帮助解决该关注问题。此类规则提供了多组要求来确保个人健康和安全规程的正确管理。为帮助保持工作人员安全和健康，如果一些个人进入或保持在具有危险或潜在危险的条件的工作环境中，可需要该个人穿上、穿戴、携带或以其它方式使用个人防护设备(PPE)制品。
已知的PPE制品的类型无限制地包括例如用于正常条件使用或应急响应的呼吸保护设备(RPE)；防护性眼睛佩戴物，诸如眼罩、护目镜、滤光器或屏蔽罩；防护性头部佩戴物，诸如安全帽、头罩或头盔；听力保护装置；防护鞋；防护手套；其它防护服，诸如工作服和围裙；防护制品，诸如传感器、安全工具、检测器、全球定位装置、采矿帽灯和任何其它合适的用具。
工作人员必须关于PPE做出的关键确定中的一个是考虑到其经历的使用量，其是否保持功能性和有效性。使用量可包括穿戴PPE的时间量、是否在该时间段正确地穿戴PPE、对PPE供电或以其它方式有效地使用PPE的时间量，以及PPE所经受的环境的暴露水平。用于追踪、管理和使用涉及这些因素的信息的改善的方法将受到欢迎。
技术实现要素：
本公开部分地提供个人防护设备(PPE)制品或PPE制品，该个人防护设备(PPE)制品或PPE制品连同测量用户穿戴个人防护设备的时间长度的时钟允许检测用户是否穿戴个人防护设备。个人防护设备始终可交换地使用。本公开提供多个优于先前已知的解决方案的优点。例如，其允许用户知道何时装置已被使用持续等同或等于其最大使用时间的时间长度。本公开允许检测工作人员是否穿戴PPE，以及工作人员或用户是否连续地穿戴PPE。本公开允许雇主检测并追踪工作人员遵从涉及穿戴PPE的条例。
本公开可通过允许对PPE的使用寿命的精确追踪来提供附加的优点。另外，本公开可通过允许根据PPE的服务寿命在适当的时间而不过早地或在事后替换PPE来降低PPE开支的成本并提高安全性。
在一个实例中，本公开包括个人防护设备(PPE)制品。所述装置包括检测用户是否穿戴PPE制品的第一传感器、处理模块和通信模块。处理模块包括测量用户穿戴PPE制品的时间长度的时钟以及用于使用数据的存储的存储器，其中使用数据包括用户已穿戴PPE制品的时间长度。通信模块用于将存储的使用数据无线地发射到与PPE制品隔开的装置。
在另一个实例中，本公开包括个人防护设备(PPE)制品，所述制品包括检测用户是否穿戴PPE制品的第一传感器和检测环境因素的环境传感器。PPE制品还包括处理模块和通信模块。处理模块包括测量用户穿戴PPE制品的时间长度的时钟以及用于使用数据的存储的存储器，其中使用数据包括用户已穿戴装置的时间长度。通信模块用于将存储的使用数据无线地发射到与PPE制品隔开的装置。
在一些实例中，PPE制品是下述中的一个：口罩、呼吸器、安全帽、焊工帽、防护听力罩、护目镜、防护服、防护鞋类或防坠落束具。
在一些实例中，第一传感器是下述中的一个：加速计、电容传感器、电容式触摸开关、压力开关、声传感器、簧片开关、温度传感器、压敏开关、气体传感器、流量传感器和光学传感器。
在一些实例中，通信模块包括下述中的至少一个：射频识别(RFID)标签、ZigBee无线电设备、蓝牙发射器、ANT节点和Wi-Fi装置。
在一些实例中，PPE制品还包括当用户穿戴PPE制品时与用户的皮肤接触的密封膜，其中传感器设置在密封膜中以便感测密封膜与用户皮肤的接触。
在一些实例中，PPE制品包括第二传感器，其中第二传感器检测PPE制品是否处于有效使用中。
在一些实例中，PPE制品是电动装置，并且如果未穿戴装置，则处理器禁用装置“通电”的能力。
在一些实例中，第二传感器通过检测下述中的至少一个来检测PPE制品是否处于有效使用中：PPE制品被“通电”或PPE制品的部件相对于PPE制品的其余部分的致动或移动。
在一些实例中，使用数据还包括PPE制品处于有效使用中的时间长度。
在一些实例中，处理器将使用数据用于确定PPE制品的必要的维护或寿命终止。
在一些实例中，PPE制品是电动装置，并且当确定PPE制品的必要的维护或寿命终止时处理器禁用装置“通电”的能力。
在一些实例中，环境传感器检测以下环境特性中的至少一个：空气质量和环境噪声等级。
在一些实例中，环境传感器基于检测的环境特性生成环境评级。
在一些实例中，使用数据还包括环境评级。
在一些实例中，处理器将使用数据用于确定PPE制品的必要的维护或寿命终止。
在一些实例中，PPE制品是电动装置，并且其中当确定PPE制品的必要的维护或寿命终止时处理器禁用装置“通电”的能力。
附图说明
以下附图提供本发明的例示。它们旨在另外描述和阐述本发明，而不对本发明的范围加以限制。
图1是具有检测PPE制品是否被穿戴的传感器的PPE制品的部件的框图。
图2是具有检测PPE制品是否被穿戴的传感器和环境传感器的PPE制品的部件的框图。
图3A和图3B分别是PPE的示例性制品的密封框架和压力开关的视图。
图4是簧片开关的横剖视图。
图5是示例性传感器、电容性触摸开关的横剖视图。
图6是涉及与本描述一致的PPE制品的操作的流程图。
附图未必按照比例绘制。附图中所使用的相似的数字指示相似的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用数字指代部件并非旨在限制另一附图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
图1是具有检测PPE制品是否被穿戴的传感器的PPE制品的部件的框图。图1中示出的部件为示例性的，而非旨在进行限制。部件的其它组合和对所示部件的变型形式在本公开的范围内。图1包括PPE制品100。PPE制品100可为任何类型的PPE制品。PPE制品的示例无限制地包括例如用于正常条件使用或应急响应的呼吸保护设备(RPE)；防护性眼睛佩戴物，诸如眼罩、护目镜、滤光器或屏蔽罩；防护性头部佩戴物，诸如安全帽、头罩或头盔；听力保护装置；防护鞋；防护手套；其它防护服，诸如工作服和围裙；防护制品，诸如传感器、安全工具、检测器、全球定位装置、采矿帽灯和任何其它合适的用具。PPE制品100包括至少一个传感器和若干其它电子部件。PPE制品100包括第一传感器110。PPE制品100可任选地包括第二传感器120。PPE制品100还包括处理器130，其包括时钟132和存储器134。PPE制品还包括通信模块140和功率模块160。虽然图1中各种部件或模块被示出为隔开的，但是它们可集成到与本公开一致的电子部件和传感器的任何组合中。
将第一传感器110固定或以其它方式集成到PPE制品100中。例如，第一传感器110可粘附、嵌入、作为一部分制造、紧固、缝制、摩擦装配、机械修剪、焊接(例如，超声焊接)或模制等等到PPE制品100或其任何部件之上或之中。第一传感器110检测用户是否穿戴PPE制品。第一传感器110可为多种类型的传感器。例如，第一传感器110可以是加速计、电容传感器、电容式触摸开关、压力开关、声传感器、簧片开关、温度传感器、压敏开关、气体传感器、流量传感器或光学传感器。第一传感器110可为检测用户是否穿戴PPE制品的任何其它传感器。第一传感器110可以以多种方式检测用户是否穿戴PPE制品，包括检测压力、呼吸、移动、与皮肤的电容、噪声或声音和温度差异。检测用户是否穿戴PPE制品的其它方式在本公开的范围内，并且在阅读本公开时对于本领域的技术人员将显而易见。
在一些实例中，PPE制品100可包括第二传感器120。第二传感器120检测PPE制品100是否处于有效使用中。有效使用包括PPE制品的使用，该PPE制品的使用将减小直到替换PPE制品的一次性部分、需要的服务时间或PPE制品的寿命终止为止所需要的总时间长度。有效使用可包括对特定元件的暴露、供应到响应于暴露而触发的装置或电子器件或其它装置的功率。第二传感器120可以是多种传感器诸如加速计、电容传感器、电容式触摸开关、压力开关、声传感器、簧片开关、温度传感器、压敏开关、气体传感器、流量传感器、电流皮肤电阻传感器或光学传感器。第二传感器120通过检测下述中的至少一个来检测PPE制品是否处于有效使用中：正被“通电”的PPE制品，或PPE制品的部件相对于PPE制品的其它部件的致动或移动(例如，呼吸器上的呼气阀的移动)、噪声、空气质量、温度、空气流动、曝光、化学或环境暴露。
PPE制品100还包括处理模块130。处理模块130包括至少一个时钟132和存储器134。时钟132测量用户穿戴PPE制品的时间长度。存储器134用于使用数据的存储，其中使用数据包括用户已穿戴PPE制品100的时间长度。处理模块130可为第一传感器110的整体部分，或者可为与第一传感器110电连接的单独部件。如在阅读本公开时对于本领域的技术人员将显而易见的，处理模块130可以是任何类型的处理或计算装置。如在阅读本公开时对于本领域的技术人员将显而易见的，例如，处理模块可以是微控制器、FPGA或其它计算装置。
PPE制品100还包括用于将存储的使用数据无线地发射到与PPE制品100隔开的装置的通信模块140。在一些配置中，通信模块140包括下述中的至少一个：射频识别(RFID)标签(有源或无源)、ZigBee无线电设备、蓝牙发射器、ANT无线电设备和Wi-Fi装置。如在阅读本公开时对于本领域的技术人员将显而易见的，通信模块140可以是任何类型的通信装置。
电源模块160向PPE制品100中的其它电子部件(包括例如第一传感器110、第二传感器120、处理器130、时钟132、存储器134和通信模块140)提供电力。电源模块160可使用多种电源，诸如电池或其它存储的电力。电源模块还可使用能量采集、光伏能量、热电能量、振动能量、压电能量等等。
如在阅读本公开时对本领域的技术人员将显而易见的，图1中示出的部件中的每个可与彼此通信，并且可以以多种方式进行配置。例如，第一传感器110和第二传感器120可由电源模块160供电，被构造成向处理器130发射数据，并且还可被构造成从处理器130接收数据。在一些实例中，第一传感器110和第二传感器120可直接与彼此通信。第一传感器110、第二传感器120、处理器130、时钟132和存储器134可全部一起工作以计算和存储使用数据。使用数据包括涉及PPE制品的用户穿戴、PPE制品的使用的信息和/或关于PPE所使用和所储存的环境的信息。具体地，使用数据可包括用户已穿戴PPE制品100的时间长度、PPE制品100处于有效使用中的时间长度。使用数据可用于计算多种装置特有的信息，诸如直到需要部件替换或装置维护为止所剩的时间或直到装置寿命终止为止所剩的时间。在一些实例中，处理器可将使用数据用于确定PPE制品的必要的维护或寿命终止。在一些实例中，PPE制品是电动装置，并且其中当确定PPE制品的必要的维护或寿命终止时处理器禁用装置“通电”的能力。
虽然图1中各种部件或模块被示出为隔开的，但是它们可集成到与本公开一致的电子部件和传感器的任何组合中。
图2是具有检测PPE制品是否被穿戴的传感器和环境传感器的PPE制品的部件的框图。类似于图1，图2是具有检测PPE制品是否被穿戴的传感器的PPE制品的部件的框图。图2中示出的部件为示例性的，而非旨在进行限制。部件的其它组合和对所示部件的变型形式在本公开的范围内示出。
PPE制品200可以是任何类型的PPE制品。PPE制品的示例无限制地包括例如用于正常条件使用或应急响应的呼吸保护设备(RPE)；防护性眼睛佩戴物，诸如眼罩、护目镜、滤光器或屏蔽罩；防护性头部佩戴物，诸如安全帽、头罩或头盔；听力保护装置；防护鞋；防护手套；其它防护服，诸如工作服和围裙；防护制品，诸如传感器、安全工具、检测器、全球定位装置、采矿帽灯和任何其它合适的用具。PPE制品200包括至少一个传感器和若干其它电子部件。PPE制品200包括第一传感器210。PPE制品200可任选地包括第二传感器220。PPE制品200包括环境传感器250。PPE制品200还包括处理器230，其包括时钟232和存储器234。PPE制品还包括通信模块240。
第一传感器210、第二传感器220、处理器230、时钟232、存储器234、通信模块240和电源模块260中的每个具有与图1中示出的并联部件至少相同的功能。图2中的这些部件中的每个还可为用于如关于图1所述的并联部件的具体部件中的任一个。
环境传感器250检测环境因素。环境因素可为影响PPE制品的性能、劣化或其它方面或者将以其它方式负面地影响PPE制品的用户的任何事物(无论是生物的还是非生物的)。环境因素的示例包括：空气质量、温度、环境噪声等级、污染物或化学品的存在、光线、障碍物或与另一物品的潜在或实际的冲击。如在阅读本公开时对本领域的技术人员将显而易见的，环境传感器可为多种传感器中的任一种，包括例如温度计、加速计、气压计、气体传感器、流量传感器、声传感器、光学传感器或任何其它传感器。
环境传感器还可通过从已知具有某些环境因素的位置中的无线通信装置接收关于环境因素的信息来检测环境因素。例如，蓝牙发射器(诸如使用iBeacon协议进行通信的蓝牙发射器)或由纽约州纽约市(New York,New York)的Estimote有限公司(Estimote,Inc.)所售的Estimote可用发射器所置的位置的概述进行编程。位置配置文件可包括涉及位置的信息，其包括如本文所述的任何环境因素。位置配置文件还可包括关于紧急情况、PPE制品的数量、区域中的用户数量的信息。位置配置文件信息可由位置中的无线通信装置发射并且可由PPE制品200中的环境传感器250或通信模块240中的任一个接收。
在一些实例中，环境传感器可基于环境因素或多个环境因素生成环境评级。环境评级可为用于对环境因素进行分类的标量值或任何其它指定的数字、字母、颜色或其它类型的评级。例如，可基于各种危险等级与那些特定危险的预定基准的比较来确定环境评级。在一些实例中，如果单个因素具有高危险等级，则环境评级可被指定为指示“危险”。在一些多个高危险等级中，可需要将环境评级为危险或具有高危险评级。
处理器230可使用关于PPE制品已被穿戴的时间长度的信息和涉及包括例如环境因素和环境评级的信息，以确定PPE制品或部件的剩余服务寿命、必要的维护或寿命终止。
在一些实例中，在PPE制品是电动装置的情况下，当确定PPE制品的必要的维护或寿命终止时，处理器禁用装置“通电”的能力。
在一些实例中，处理器230还可以组合其它信息诸如其它类型的使用数据使用来自第二传感器220的信息，诸如PPE制品处于有效使用中的时间长度，以确定PPE制品的剩余服务。
图3A和图3B分别是示例性PPE制品的密封框架以及压力开关的视图。图3A示出PPE制品，具体地示出半面呼吸器300。呼吸器300包括密封膜303、呼气阀302和条带接收器304。条带接收器304用于将橡胶或其它条带固定到呼吸器，此类条带被设计为保持呼吸器300与用户的面部的接触。密封膜303围绕用户的面部密封，使得至少用户的鼻部和嘴部被呼吸器300包围。与本公开一致的呼吸器的一个示例是由明尼苏达州圣保罗(St.Paul,Minnesota)的3M公司(3M Company)所售的3MTM半面式可重复使用呼吸器6200。
呼吸器300包括设置在密封膜的折叠部之间或以其它方式设置在密封膜中的压力开关，诸如图3B中示出的压力开关。当通过由通过条带或另一附接机构围绕用户的头部固定的呼吸器300所产生的密封膜303上的压力来穿戴呼吸器300时激活压力开关308。传感器308设置在密封膜303中，以便感测密封膜与用户的皮肤的接触。除了压力传感器之外，可使用其它类型的传感器来检测用户何时穿戴呼吸器300。例如，电容传感器可用于检测密封膜和用户的面部之间的接触。如在阅读本公开时对于本领域的技术人员将显而易见的，可使用其它类型的传感器。
压力传感器308或另一传感器可与处理器(图3A中未示出)或其它电子装置或传感器进行通信，并且可将指示是否穿戴呼吸器300的信息发射到处理器，以形成呼吸器300的使用数据的一部分。
图3B示出压力传感器308的一部分，诸如可被固定到图3A中示出的呼吸器300或其一部分的压力传感器。压力传感器308包括两个臂311、312以及每个臂311、312上的导电元件313、314。压力传感器308可设置在呼吸器中，使得当密封膜与用户的面部接触时，呼吸器的框架和用户的面部之间的压力使压力传感器308的臂311、312朝向彼此，使得导电元件313和314彼此接触。当导电元件313和314彼此接触时，它们完成电路，使得压力开关308被激活或致动并且向处理器发射指示其被激活的信息。处理器使压力开关308的致动与呼吸器穿戴时间相关。类似地，处理器使压力开关308的去致动或未致动与呼吸器或PPE制品的未穿戴相关。
图4是簧片开关400的横剖视图。簧片开关400是可组合呼吸器或任何其它类型的PPE制品使用以确定用户是否穿戴PPE制品的传感器的另一个示例。可使用多种簧片开关。簧片开关的一个示例在Ellwood的美国专利号2,264,746中有所描述，该专利通过引用并入本文。
簧片开关400是由靠近开关施加的磁场激活的电子开关。簧片开关400包括在玻璃囊壳或其它类型的囊壳内的区域435处彼此重叠的第一舌簧叶片432和第二舌簧叶片434。在玻璃囊壳内的是围绕第一舌簧叶片和第二舌簧叶片的惰性气体438。图4中还例示的是两个簧片440之间的接触间隙以及在两个簧片的重叠部分上的接触电镀442。可通过使磁体或磁场靠近开关来致动簧片开关400。一旦将磁场从簧片开关移开，其就回到其初始位置。簧片开关400可结合到或安装到PPE制品中，使得当用户穿戴PPE时，附接到PPE制品的一片磁体材料被带到簧片开关400的附近，使得簧片开关400将被激活。
簧片开关400可连接到处理器，并且可向处理器发射指示其被致动的信息。处理器使簧片开关400的致动与呼吸器或PPE制品穿戴时间相关。类似地，处理器使簧片开关400的去致动或未致动与呼吸器或PPE制品的未穿戴相关，以计算PPE制品被穿戴的时间长度。
图5是可与本公开一致地使用的示例性传感器，即电容式触摸开关500的横剖视图。电容式触摸开关500仅需要一个电极来运作。它通过检测人体电容来运行。如图5所示，具有铜迹线522的电极520可定位在非导电面板514后面。非导电面板可由潜在地提供结构支撑的任何适当的非导电材料制成，诸如木材、玻璃或塑料。当紧密靠近用户的皮肤时，电容式触摸开关从用户的皮肤516检测人体电容。电容式触摸开关500可设置在PPE制品上或以其它方式固定到PPE制品，使得当用户穿戴PPE制品时，其仅足够紧密靠近用户的皮肤。
电容式触摸开关可连接到处理器或以其它方式与处理器进行通信，并且向处理器发射指示其被致动的信息。处理器使电容式触摸开关500的致动与呼吸器或PPE制品穿戴时间相关。类似地，处理器使电容式触摸开关500的去致动或未致动与呼吸器或PPE制品的未穿戴相关，以计算穿戴PPE制品的时间长度。
其它类型的传感器，包括贯穿本公开所论述的那些和在阅读本公开时对本领域的技术人员将显而易见的那些，可与本公开的范围一致地使用。
图6是涉及与本描述一致的PPE制品的操作的流程图600。与本公开一致，流程图600中所示的步骤是示例性的，并且还可采取其它步骤，或者可以不采取流程图600中所示的一些步骤。另外，可按顺序并与本公开的范围一致地采取流程图600中所示的步骤。图6中所示的顺序是本公开的范围内的一种潜在的配置。
可由PPE制品以及在PPE制品中或与PPE制品通信的任何传感器或电子部件执行流程图600中所示的步骤。
在步骤601中，PPE制品中的第一传感器检测装置是否被穿戴。第一传感器可为多种类型的传感器。例如，第一传感器可为加速计、电容传感器、电容式触摸开关、压力开关、声传感器、簧片开关、温度传感器、压敏开关、气体传感器、流量传感器或光学传感器。第一传感器可为检测用户是否穿戴PPE制品的任何其它传感器。第一传感器可以以多种方式检测用户是否穿戴PPE制品，包括检测压力、呼吸、移动、与皮肤的电容、噪声或声音和温度差异。检测用户是否穿戴PPE制品的其它方式在本公开的范围内，并且在阅读本公开时对于本领域的技术人员将显而易见。
在步骤602中，环境传感器检测环境因素。环境因素可为影响生物体的任何事物(无论是生物的还是非生物的)。环境因素的示例包括：空气质量、温度、环境噪声等级、污染物或化学品的存在、光线、障碍物或与另一物品的潜在或实际的冲击。如在阅读本公开时对本领域的技术人员将显而易见的，环境传感器可为多种传感器中的任一种，包括例如温度计、加速计、气压计、气体传感器、流量传感器、声传感器、光学传感器或任何其它传感器。如贯穿本公开所述，环境传感器可以多种方式中的任一种检测环境因素。
虽然未在流程图600中示出，但是在一些实例中第二传感器可检测PPE制品是否处于有效使用中。第二传感器可通过检测下述中的至少一个来检测PPE制品是否处于有效使用中：PPE制品被“通电”或PPE制品的部件相对于PPE制品的其余部分的致动或移动。
在步骤603中，存储使用数据。使用数据可被PPE制品中的包括存储器的处理器模块存储。使用数据包括用户已穿戴PPE制品的时间长度。使用数据还可包括PPE制品已处于有效使用中的时间长度。使用数据可包括涉及用户穿戴和使用PPE制品、PPE制品所使用和所储存的环境的多种类型的信息以及与PPE制品的使用相关的其它信息。
在步骤604中，处理器确定PPE制品的寿命终止状态。处理器可将使用数据用于确定PPE制品的必要的维护或寿命终止。处理器可使用信息诸如使用数据(包括穿戴PPE制品的时间长度、有效使用PPE制品的时间长度，以及关于PPE制品所使用和所储存的环境的信息)以确定PPE制品的必要的维护和寿命终止。在一些实例中，PPE制品是电动装置，并且其中当确定PPE制品的必要的维护或寿命终止时处理器禁用装置“通电”的能力。
在步骤605中，通信模块向与PPE制品隔开的装置无线地发射使用数据或其它信息，诸如寿命终止或必要的维护状态。该独立的装置或系统可包括用于存储和管理关于PPE制品的信息的数据库或其它系统。
在阅读本公开时所述过程中的其它步骤对本领域的技术人员将是显而易见的，并且旨在落入本公开的范围内。所例示和所描述的步骤为示例性的，而非旨在进行限制。
预测性实施例
实施例1：呼吸器或听力PPE中的电容传感器
电容式电极传感器(或电容传感器)例如可商购自总部位于加利福尼亚州圣何塞(San Jose,California)的艾特梅尔公司(Atmel Corporation)的AT42QT4120触摸传感器芯片可被定位在PPE制品(PPE)的鼻部区域内，诸如在一次性呼吸器的呼吸器杯例如购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的3M 8210中；或在听力保护罩装置例如购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的3MTMPeltorTMOptimeTM105耳罩的衬垫内；或在听力保护通信耳机诸如购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的3MTMPeltorTMWSTM5耳机的杯状物的衬垫内。当PPD与穿戴者的皮肤接触时，电容式电极传感器可用于感测皮肤的电阻。该电容传感器可与无线微控制器配对，该无线微控制器用于收集可被存储并随后转发或通过无线信道实时发送到与PPD隔开的装置诸如中央数据库的周期性和/或实时数据。可从随时间推移记录电阻测量的日志取得实时数据。来自电容式电极传感器的数据可被发送到中央数据库并记档。可通过条件诸如在预定标准(诸如穿戴者的工作班次的长度)期间穿戴PPD的累积时间来处理这些数据读数。
实施例2：呼吸器PPE中的多个电容传感器
多个无线电容式电极传感器可遍布于例如弹性体全面式呼吸器诸如明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的6000全面式的面密封区域。电容式电极传感器可被放置在例如鼻部、颧骨和下巴区域附近的具体接触区域处。电容式电极传感器可用于随时间推移感测皮肤的电阻。可从随时间推移记录电阻测量的日志取得实时数据。来自电容式电极传感器的数据可被发送到中央数据库并记档。来自电容式电极传感器的数据在穿戴呼吸器的间隔上的变化可用作贴合性的指示器或防止穿戴者暴露在工作环境。通过在几天时间内监控电阻数据，可确定的是，工作人员未在工作环境内被足够地保护，并且由适当的人员做出努力以改正问题，诸如重新评估呼吸器的贴合性、重新装上不同类型或尺寸的呼吸器或提供对呼吸器的正确穿上的附加训练。涉及贴合性的数据是一种类型的使用数据的示例。来自电容性电极传感器的数据可用于确定穿戴呼吸器的时间长度。
实施例3：呼吸器PPE中的温度和/或湿度传感器
温度传感器例如可商购自康涅狄格州斯坦福(Stamford,Connecticut)的欧米伽工程有限公司(Omega Engineering,Inc.)的CHAL-010-BW热电偶可定位在例如弹性体全面式呼吸器诸如明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的6000全面式的呼气流路径(或从用户的嘴部呼出的气流的路径)中的PPE制品内。欧米伽CHAL-010-BW精密测量未覆盖小热质量热电偶传感器可由于其小的热质量而至少部分地用于该应用。此类小质量热传感器可响应于小时间段(小于2秒)内的变化，或响应于约1摄氏度的周期性温度变化，正如通常在穿戴者的吸气和呼气循环期间发生的。具体的时间间隔上的温度变化可用作穿戴呼吸器的时间长度的指示器。具体的时间间隔上的温度变化还可用作有效使用呼吸器的时间长度的指示器。来自温度传感器的这些数据读数可用于确定在预定标准诸如需要的时间间隔(诸如穿戴者的工作班次)期间穿戴呼吸器的时间长度。应当注意，NTC热敏电阻器也可用于替代热电偶。一个此类示例是购自加利福尼亚州奥兰治(Orange,California)的美国传感器公司(U.S.Sensor Corp.)的USP10982。
另选地，相对湿度(RH)传感器例如购自德克萨斯州奥斯丁市(Austin,Texas)的芯科实验室有限公司(Silicon Laboratories,Inc.)的Si7023-A20湿度和温度传感器芯片可定位在例如弹性体全面式呼吸器诸如明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的6000全面式的从用户的嘴部呼出的空气气流或空气的路径中。类似地，湿度传感器将是将快速响应于小时间段(5秒至10秒)内的变化的快速响应类型。即使当环境湿度低得多时，呼吸器面罩内的湿度值可高达85％。穿戴呼吸器的具体的时间间隔上的相对湿度变化可用作穿戴呼吸器的时间长度或呼吸器处于有效使用中的时间长度的指示器。来自湿度传感器的这些数据读数可用于确定在预定标准诸如需要的时间间隔(诸如穿戴者的工作班次)期间穿戴呼吸器的时间长度。
温度和RH传感器可组合地使用，诸如在小形状系数中以组合的传感器Si7023-A20温度和RH传感器芯片的形式。这将提供检测人类呼吸连同周期性温度变化，以比仅使用温度传感器或RH传感器中的任一个更高的精确度确定穿戴或有效使用装置的时间长度的优点。
实施例4：呼吸器PPE中的两个或多个温度传感器
除了实施例3中所述的温度传感器之外，第二温度传感器可定位在PPE制品的外表面上以监控外界或环境的温度。内部和外部的传感器之间的不同的读数可用于确定是否穿戴PPE。更具体地，当工作人员穿戴PPE时，由内部传感器检测的内部温度将不同于由外部传感器检测的温度并且将表现出对应人类呼吸的模式。当工作人员未穿戴PPE时，由内部和外部的温度传感器检测的温度将是相同的，或者在彼此的给定范围内。由内部和外部的温度传感器检测的温度数据可用于确定穿戴装置的时间长度和/装置处于有效使用中的时间长度。
实施例5：呼吸器PPE中的声传感器
声传感器(包括例如标准压电式麦克风诸如购自大阪县门真中(Kadoma,Osaka Prefecture)的松下电器产业株式会社(Panasonic Corporation)的松下WM-61A)结合低噪声前置放大器诸如德克萨斯州达拉斯(Dallas,Texas)的德州仪器公司(Texas Instruments)的OPA371可与如本领域的技术人员在阅读本公开时将理解的必要的滤波器和调频特性一起使用，以隔离人类呼吸频率。声学电路可定位在例如弹性体全面式呼吸器诸如明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的6000全面式的呼气流路径中。可从随时间推移记录噪声水平测量的日志取得实时数据。来自声学电路的数据可被局部地存储和/或被发送到中央数据库并记档。这些声学数据读数可用于确定穿戴装置的时间长度和/装置处于有效使用中的时间长度。
实施例6：听力PPE中的声传感器
声学电路例如标准压电式麦克风诸如购自新泽西州纽瓦克市(Newark,New Jersey)的松下公司(Panasonic Corporation)的松下WM-61A结合低噪声前置放大器诸如购自明尼苏达州伯恩斯维尔(Burnsville,Minnesota)的艾特梅尔公司(Atmel Corporation)的OPA371可与听力保护设备诸如听力保护罩装置(例如购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的3MTMPeltorTMOptimeTM105耳罩)的必要的滤波器和调频特性监控使用一起使用。或在听力保护通信耳机诸如购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的3MTMPeltorTMWSTM5耳机的杯状物的衬垫内。
实施例7：有源无线装置集成
实施例1-实施例6的PPE和传感器可另外与包括集成到PPE中或以其它方式固定到PPE的有源无线装置(诸如购自挪威奥斯陆(Oslo,Norway)的北欧半导体公司(Nordic Semiconductor)的NRF51822蓝牙低能耗(BLE)芯片)的通信模块耦合。BLE芯片可从区域中的网络蓝牙发射器或信标接收信号，并且可使用接收的信号中的信息以确定用户在工作环境内的位置。除了组合传感器使用来自环境中的蓝牙信标的数据以确定穿戴PPE的时间长度之外，PPE中的处理器可确定在用户处于危险环境中的时间期间用户是否穿戴PPE。该数据可用于确定对PPE使用要求的遵从。例如，高危险区域将需要严格遵从，其中甚至不允许工作人员在小时间间隔中移除PPE。相比之下，可允许工作人员在无危险的区域中移除PPE。本文所述的装置可监控对这些情景中的二者的遵从。
实施例8：向中央数据库发送使用数据
实施例1-实施例8中所述的PPE中的通信模块向中央数据库发送使用数据，包括用户已穿戴装置的时间长度和个人防护设备处于有效使用中的时间长度。中央数据库可产生指示在预定的时间间隔期间或在装置的寿命上穿戴PPD的累积时间的报告。中央数据库将使用数据用于确定PPE制品的必要的维护或寿命终止。
应当理解，在不脱离受权利要求书保护的本发明的实质和范围的情况下，本领域的技术人员可容易地设计出许多且不同的其它布置方式。
应当理解，基于上述描述，本公开的方面包括用于通过确定制品诸如PPE制品是否满足至少一个标准来确定它们的使用时间(穿戴时间)的方法和系统。
虽然已参考具体的示例性实施方案对本公开的方法和系统进行了描述，但本领域的普通技术人员将容易认识到，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本公开进行各种修改和更改。
在优选实施方案的本详细描述中参考了附图，这些附图例示了可实践本发明的具体实施方案。例示的实施方案并非旨在囊括根据发明的所有实施方案。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可利用其它实施方案，并且可进行结构性或逻辑性的改变。因此，不能认为以下的详细描述具有限制意义，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。
除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理性能的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望性能而变化。
除非本文内容另外明确指定，否则如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有复数指代对象的实施方案。除非上下文另外清楚地指定，否则如本说明书和所附权利要求中使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。
如果在本文使用空间相关的术语，包括但不限于“近侧”、“远侧”、“下部”、“上部”、“下方”、“下面”、“上面”、和“在顶部上”，则用于方便描述(一个或多个)元件相对于另一个元件的空间关系。除了附图中所绘和本文所述的具体取向外，此类与空间相关的术语涵盖装置在使用或操作时的不同取向。例如，如果图中所描绘的对象翻转或倒转，则先前描述为在其它元件下面或下方的部分就应当在这些其它元件上面或在其顶部上。
如本文所用，例如当元件、部件或层被描述为与另一元件、部件或层形成“一致界面”，或在“其上”、“连接到其”、“与其耦合”、“堆叠其上”或“与其接触”，则可为直接在其上、直接连接到其、直接与其耦合、直接堆叠其上或直接与其接触，或者例如居间的元件、部件或层可在特定元件、部件或层上，或连接到、耦合到或接触特定元件、部件或层。例如，当元件、部件或层例如被称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接与”另一元件“耦合”或“直接与”另一元件“接触”时，不存在居间的元件、部件或层。可在多种计算机装置中实施本公开的技术，该计算机装置为诸如服务器、膝上型计算机、台式计算机、笔记本计算机、平板计算机、手持式计算机、智能电话等。任何部件、模块或单元均被描述来强调功能方面，并且不一定需要由不同的硬件单元来实现。本文所述的技术还可在硬件、软件、固件、或它们的任何组合中实施。作为模块、单元或部件描述的任何特征可一起实施在集成式逻辑装置中或者可作为分立但彼此协作的逻辑装置来独立实施。在一些情况下，可将各种特征实施为集成电路装置，诸如集成电路芯片或芯片组。此外，尽管本说明书通篇描述了多种不同的模块，其中许多模块执行唯一的功能，但可将所有模块的所有功能组合到单个模块中，或者进一步拆分到其它附加的模块中。本文所述的模块仅是示例性的，并且被如此描述的目的是为了更容易理解。
如果在软件中实施，那么该技术可至少部分地通过包括下述指令的计算机可读介质来实现，该指令当在处理器中执行时执行上文所述方法中的一种或多种。计算机可读介质可包括有形计算机可读存储介质并且可形成计算机程序产品的一部分，计算机程序产品可包括包装材料。计算机可读存储介质可包括随机访问存储器(RAM)，诸如同步动态随机访问存储器(SDRAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机访问存储器(NVRAM)、电可擦可编程的只读存储器(EEPROM)、闪速(FLASH)存储器、磁性或光学的数据存储介质等等。计算机可读存储介质还可包括非易失性存储装置，诸如硬盘、磁带、光盘(CD)、数字多用光盘(DVD)、蓝光光盘、全息数据存储介质、或其它非易失性存储装置。
如本文所用的术语“处理器”可指适用于实施本文所述的技术的前述结构中的任何一者或任何其它结构。此外，在一些方面，本文所述的功能可提供在被构造用于执行本公开的技术的专用软件模块或硬件模块内。即使在软件中实施，该技术也可使用用于执行软件的硬件诸如处理器、以及用于存储软件的存储器。在任何此类情况下，本文所述的计算机可定义能够执行本文所述的特定功能的特定机器。另外，该技术可在也可被视为处理器的一个或多个电路或逻辑元件中全面实施。