專利名稱：智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于救援設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于救援現(xiàn)場的智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在缺氧、濃煙、有毒有害等各種惡劣氣體環(huán)境中，作業(yè)或救援人員一般都需要佩戴正壓式空氣呼吸器。正壓式空氣呼吸器由充裝在氣瓶內(nèi)的高壓空氣經(jīng)減壓后供佩戴者呼吸，呼出的氣體通過呼氣閥排到大氣中。隨著作業(yè)或救援時(shí)間的延續(xù)，充裝在氣瓶內(nèi)的高壓空氣將不斷消耗和減少，當(dāng)氣瓶壓力降低到6兆帕以下時(shí)，正壓式空氣呼吸器將聲響報(bào)警。以上傳統(tǒng)裝置存在以下不足1、佩戴者在使用過程中要知道氣瓶中的氣壓必須借助光源才能看清正壓式空氣呼吸器自帶的指針式壓力表。2、不能根據(jù)佩戴者實(shí)際消耗氣量動(dòng)態(tài)估算出氣瓶中剩余氣體可供氣時(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測氣瓶壓力，并可以根據(jù)佩戴者實(shí)時(shí)耗氣量估算出氣瓶中剩余氣體的可供氣時(shí)間，并可以以語音形式播報(bào)給佩戴者。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)，包括一壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測空氣呼吸器高壓氣瓶壓力，由壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理；以及一單片機(jī)，所述單片機(jī)接收壓力傳感器和其它部分傳入的數(shù)據(jù)，并對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析處理，將處理后的信息傳遞到執(zhí)行相應(yīng)功能的單元；以及一語音合成模塊，所述語音合成模塊接受單片機(jī)的控制，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)進(jìn)行語音提示、報(bào)警；以及供電單元，所述的供電單元給各組成部分提供電力；以及發(fā)聲裝置，所述的發(fā)聲裝置與語音合成模塊連接，語音合成模塊合成的音頻信號(hào)通過發(fā)聲裝置傳遞到人耳中；以及一控制單元，所述控制單元用于控制電力的開關(guān)、音量的調(diào)節(jié)、播報(bào)方式的選擇設(shè)定、播報(bào)觸發(fā)的開關(guān)、電量的顯示、可供氣時(shí)間的顯示。進(jìn)一步所述的壓力傳感器設(shè)置在高壓氣瓶與減壓閥連接的管路之間或內(nèi)嵌于減壓閥體內(nèi)。所述的供電單元為電池組，所述電池組可采用鎳氫電池和鋰電池中的任何一種高效電池，工作電壓為2. 5-5. 5V范圍中的任何一種電壓。還包括一電池倉，所述電池倉設(shè)置于空氣呼吸器的背架或背帶上。所述單片機(jī)采用帶AD轉(zhuǎn)換和看門狗的低功耗單片機(jī)，其主要作用是根據(jù)壓力傳感器實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)按佩戴者不同體力和不同工作狀態(tài)下氣量消耗估算可供氣時(shí)間，從而保證整個(gè)空氣呼吸器系統(tǒng)供氣使用情況更加透明。所述語音合成模塊采用低功耗、高自然度智能語音合成模塊，支持16級數(shù)字音量調(diào)節(jié)和6級語速調(diào)整，語音合成效果清晰、自然。[0010]所述的發(fā)聲裝置為一耳機(jī)，該耳機(jī)與語音合成模塊連接，接收語音合成模塊發(fā)出的播報(bào)信號(hào)。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是該裝置的使用可以使正壓式空氣呼吸器使用過程中的供氣壓力、氣體消耗、可供氣時(shí)間及供氣管路是否泄漏等信息的反饋更加實(shí)時(shí)、簡單、方便，使正壓式空氣呼吸器的供氣過程對佩戴者更加透明，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)空氣呼吸器壓力顯示和報(bào)警裝置的不足。

圖I是本實(shí)用新型連接關(guān)系框圖；圖2是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)信息傳遞的示意框圖。
具體實(shí)施方式為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的功效和特點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明，具體如下(一)基本方案如圖I所示，本實(shí)用新型是一種智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)，包括以下部件一壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測空氣呼吸器高壓氣瓶壓力，由壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理；以及一單片機(jī)，所述單片機(jī)接收壓力傳感器傳入的數(shù)據(jù)和其它部分傳入的數(shù)據(jù)，并對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將處理后的信息傳遞到執(zhí)行相應(yīng)功能的單元；以及一語音合成模塊，所述語音合成模塊接受單片機(jī)的控制，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)進(jìn)行語音提示、報(bào)警；以及供電單元，所述的供電單元給各組成部分提供電力；以及發(fā)聲裝置，所述的發(fā)聲裝置與語音合成模塊連接，語音合成模塊合成的音頻信號(hào)通過發(fā)聲裝置傳遞到人耳中；以及一控制單元，所述控制單元用于控制電力的開關(guān)、音量的調(diào)節(jié)、播報(bào)方式的選擇設(shè)定、播報(bào)觸發(fā)的開關(guān)、電量的顯示、可供氣時(shí)間的顯示。(二)同時(shí)，本實(shí)用新型還具有優(yōu)選方案，具體內(nèi)容如下方案一本實(shí)用新型所述的壓力傳感器設(shè)置在高壓氣瓶與減壓閥連接的管路之間或內(nèi)嵌于減壓閥體內(nèi)，這樣測得的壓力值更準(zhǔn)確，同時(shí)，測量速度快，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，能第一時(shí)間獲得壓力參數(shù)。方案二 所述的供電單元可以采用電池組，所述電池組可采用鎳氫電池和鋰電池中的任何一種高效電池，工作電壓為2. 5-5. 5V范圍中的任何一種電壓。當(dāng)然，還可以采用蓄電池等其他能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所需功能的電源，但考慮到實(shí)際應(yīng)用中攜帶和更換的方便效率問題，采用可充電電池組為較佳方案。在采用電池組時(shí),還需要一電池倉用于存放電池，所述電池倉設(shè)置于空氣呼吸器的背架或背帶上，也可以設(shè)置在本實(shí)用新型所述監(jiān)測系統(tǒng)其他適當(dāng)部位，最好滿足下述條件，一是方便電池的更換，最好設(shè)置在設(shè)備正常使用時(shí)使用者能夠更換電池的位置，二是使整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的形體更緊湊小巧。方案三所述單片機(jī)采用帶AD轉(zhuǎn)換和看門狗的低功耗單片機(jī)，其主要作用是根據(jù)壓力傳感器實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)按佩戴者不同體力和不同工作狀態(tài)下氣量消耗估算可供氣時(shí)間，從而保證整個(gè)空氣呼吸器系統(tǒng)供氣使用情況更加透明。方案四所述語音合成模塊采用低功耗、高自然度智能語音合成模塊，支持16級數(shù)字音量調(diào)節(jié)和6級語速調(diào)整，語音合成效果清晰、自然。本實(shí)用新型所用語音合成模塊滿足基本功能即可，但為了更好的使用效果，優(yōu)選語音合成清晰、智能程度高的語音合成模塊。方案五所述的發(fā)聲裝置為一耳機(jī)，該耳機(jī)與語音合成模塊連接，接收語音合成模塊發(fā)出的播報(bào)信號(hào)。耳機(jī)采用有線、無線均可。但是，采用無線方式時(shí)還需要無線發(fā)射裝置與無線耳機(jī)配合。除了采用耳機(jī)外，還可以采用喇叭等聲音外放設(shè)備，但是，不如采用耳機(jī)效果清晰、舒適。同時(shí)，采用無線方式時(shí)，均需要再添加一個(gè)無線信號(hào)發(fā)射裝置和一個(gè)無線信號(hào)接收裝置才可以實(shí)現(xiàn)無線接收功能。以上優(yōu)選方案可以任選其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)組合使用。本實(shí)用新型的工作過程如圖2所示，本發(fā)明提供一種電子裝置，該裝置可以對正壓式空氣呼吸器的高壓氣瓶壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過其上設(shè)置的壓力傳感器來監(jiān)測數(shù)據(jù)。然后單片機(jī)接收壓力傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)，并根據(jù)實(shí)時(shí)壓力變化情況計(jì)算佩戴者耗氣量從而估算出氣瓶的可供氣時(shí)間，然后可以通過語音提示，或者在顯示屏幕上實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)氣瓶壓力低于一定值時(shí)，系統(tǒng)先進(jìn)行預(yù)警(預(yù)警值可設(shè)定)提示，隨著壓力不斷降低，預(yù)警提示頻度自動(dòng)增加。當(dāng)氣瓶壓力低于6兆帕以下或供氣管路出現(xiàn)泄漏，供氣量超出正常值時(shí)該裝置也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并提供報(bào)警。氣瓶壓力值、可供氣時(shí)間、預(yù)警提示、報(bào)警提示等信息以語言播報(bào)形式用耳機(jī)提供給佩戴者。語音播報(bào)方式有定時(shí)播報(bào)和觸發(fā)播報(bào)兩種。播報(bào)方式、播報(bào)的語音音量、壓力變化和可供氣時(shí)間播報(bào)時(shí)間間隔可由佩戴者自己設(shè)定，這些設(shè)定功能都通過控制單元來實(shí)現(xiàn)。所述的控制單元可以為一個(gè)帶有顯示屏的操作設(shè)備，該操作設(shè)備可以通過導(dǎo)線與本實(shí)用新型的監(jiān)測系統(tǒng)主體連接，這樣可以拿在手中方便對監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作。以上對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括 一壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測空氣呼吸器高壓氣瓶壓力，由壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理；以及 一單片機(jī)，所述單片機(jī)接收壓力傳感器和其它部分傳入的數(shù)據(jù)，并對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析處理，將處理后的信息傳遞到執(zhí)行相應(yīng)功能的單元；以及 一語音合成模塊，所述語音合成模塊接受單片機(jī)的控制，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)進(jìn)行語音提示、報(bào)警；以及 供電單元，所述的供電單元給各組成部分提供電力；以及 發(fā)聲裝置，所述的發(fā)聲裝置與語音合成模塊連接，語音合成模塊合成的音頻信號(hào)通過發(fā)聲裝置傳遞到人耳中；以及 一控制單元，所述控制單元用于控制電力的開關(guān)、音量的調(diào)節(jié)、播報(bào)方式的選擇設(shè)定、播報(bào)觸發(fā)的開關(guān)、電量的顯示、可供氣時(shí)間的顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的壓力傳感器設(shè)置在高壓氣瓶與減壓閥連接的管路之間或內(nèi)嵌于減壓閥體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的供電單元為電池組，所述電池組可采用鎳氫電池和鋰電池中的任何一種高效電池，工作電壓為2. 5-5. 5V范圍中的任何一種電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括一電池倉，所述電池倉設(shè)置于空氣呼吸器的背架或背帶上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)采用帶AD轉(zhuǎn)換和看門狗的低功耗單片機(jī)，其主要作用是根據(jù)壓力傳感器實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)按佩戴者不同體力和不同工作狀態(tài)下氣量消耗估算可供氣時(shí)間，從而保證整個(gè)空氣呼吸器系統(tǒng)供氣使用情況更加透明。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述語音合成模塊采用低功耗、高自然度智能語音合成模塊，支持16級數(shù)字音量調(diào)節(jié)和6級語速調(diào)整，語音合成效果清晰、自然。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)聲裝置為一耳機(jī)，該耳機(jī)與語音合成模塊連接，接收語音合成模塊發(fā)出的播報(bào)信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種智能空氣呼吸器監(jiān)測系統(tǒng)，可以監(jiān)測氣瓶內(nèi)的壓力并對實(shí)時(shí)氣壓、可供氣時(shí)間等信息進(jìn)行語音播報(bào)，本實(shí)用新型主要由壓力傳感器、單片機(jī)、語音合成模塊、發(fā)聲裝置、供電單元和控制單元組成。本實(shí)用新型的有益效果是彌補(bǔ)了傳統(tǒng)正壓式空氣呼吸器壓力顯示和報(bào)警裝置的不足。
文檔編號(hào)A62B18/08GK202497619SQ20112050874
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者周一民, 王光民, 馬其誠 申請人:天津泰瑞救援裝備有限公司