煤矿救助氧气呼吸器校验系统的控制方法

专利名称：煤矿救助氧气呼吸器校验系统的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种救护人员使用的氧气呼吸器智能校验系统的测试控制方法，尤其 是一种用于煤矿救助氧气呼吸器校验系统的测试控制方法。
背景技术：
我国是世界第一产煤大国也是第一煤炭消费大国，煤炭产量占世界的37%。煤炭是 我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的76%和69%，在未来相当长的时期内， 我国仍将是以煤为主的能源结构。但是煤炭工业是“高能耗、高物耗、高污染、高危险”的传 统行业，开采条件复杂，煤矿事故死亡人数占世界的80%以上。为了最大限度的保证人民财 产的安全，必须高度重视救援工作。救援是与死神抢夺生命，因此救援工作重要而繁重，对 救护队员的体质、体力等提出了更高的要求，对救护人员使用的氧气呼吸器的质量同样提 出了更高的要求。只有保证氧气呼吸器的性能可靠，才能保证救援的有效性；只有保证救护 队员充沛旺盛的精力，才能使救援工作得以实现。发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种煤矿救助氧气呼吸器校验系统的控 制方法，使其能够集检测、分析、判断和控制为一体，对氧气呼吸器的性能指标进行调校，对 救护人员在使用氧气呼吸器时的身体状况进行检测。
本发明所采用的技术方案是一种煤矿救助氧气呼吸器校验系统的控制方法，按 照如下的步骤进行一、控制系数维护。是为在线控制时能适应不同类型不同量程传感器而设置的，并能对 线性度进行调整。包括基本参数维护和速度控制维护，首先出厂前由设计人员对该系统中 所用到的仪器仪表量程参数进行基本参数维护，然后再进行速度控制维护，基本参数维护 是指仪表量程参数进行标定、校准，对智能训练检测装置上的传感器的输出电流的变化、线 性度的变化进行调整、修正、微调，便于在使用过程中对更换传感器和仪器仪表带来的误差 进行调整和修正，并对装置中的设备进行测试提供标准，速度控制维护是指在完成基本信 息维护后对跑步机各速度等级的信号模块的控制编码维护，当模块某一通路发生故障时， 不需更改程序，只要将由于变更后硬件通路改变的控制编码由维护输入即可；二、自我测试诊断，在控制系数维护完成后进行，给出控制命令读取参数，然后根据检 测到的低压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自补大流量、手补大流量参数，判断是 否在规定范围内，给出相应的提示；三、数据测试，包括动态和静态测试，自我测试诊断完成可进行动态和静态测试，动态 测试又包括手动控制速度测试、出厂控制速度测试、用户控制速度测试方式，手动控制速 度、出厂控制速度、用户控制速度的动态测试在于跑步机的速度在整个测试过程中是由人 手动调节的速度和时间、按氧气呼吸器智能训练检测装置出厂时设定的速度和时间、按用 户自己设定的速度和时间进行测试，测试数据有速度、吸气阻力、呼气阻力、二氧化碳含量、氧气含量、吸气温度、环境温度数值，计算机实时读取数据通道的实时数据，并以表格和曲 线形式显示采集数据，静态测试是对装置的正压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自 补流量、手补流量进行检测，测试前将面板上的转换档位打到“自动”档处，然后将呼吸器 与检测装置连接，在计算机上点击所测试项目，系统将提示此项目应进行的硬件连接，确认 硬件连好后，给出一系列的连锁控制信号，并用信号灯显示相应的控制阶段，随着测试的进 行，将不断显示测试过程的物理量数值变化，最后根据标准判断此项结果是否合格，无论是 动态测试还是静态测试，其测试结果均能进行查询，查询可按所列出的条件组合或单独动 态查询。
本发明的有益效果是它可实现控制1、矿山救护队员背负呼吸器在模拟实战训 练中通过改变跑步机的速度和坡度从而改变救护队员的做功量，队员能够直接观察到呼吸 器系统中的氧气含量、二氧化碳含量、吸气阻力、呼气阻力、吸气温度和环境温度等；2、在静 态时对呼吸器的主要指标进行自动检测，包括低压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、 自补大流量和手补大流量。



图1是本发明的示意图。
具体实施方式
如图1所示本发明方法是采用PowerBuilder工具作为前端开发平台，实现救护 人员使用的氧气呼吸器智能调校控制系统的实现方法。其具体的实现方法如下1、控制系数维护对系统实时检测和控制所需要的基本信息进行维护，是为在线控制时能适应不同类型 不同量程传感器而设置的，并能对线性度进行调整。首先是对各个物理量的系数的维护。由 于仪表的线性度等原因，有时需对整个量程进行分段线性化，通过分段计算的实测值(电压 或电流)与代表的物理量值之间的对应关系，再辅之以修正系数，达到了全局与局部的全修 正，做到仪表读数与计算机显示的统一；其次是对氧气呼吸器测试数据的维护。但要注意， 参考数据是一个范围，实际是为了直观表示的字符，因此要将下限和上限值分别输入到“下 限”和“上限”中去；第三是设备维护，即对测试设备的维护，为以后的应用提供方便；第四 是对停泵压力、氧气、二氧化碳等进行维护。因为泵在新旧时的力量会有不同，因此为保证 压力不致过高而设此值。另外对环境的氧气和二氧化碳的测量值(电压或电流)与代表的物 理量值进行先行维护并以此将量程进行分段。
2、测试管理信息维护完成后可进行静态和动态测试了，但为了测试结果的正确性，首先必须保证 仪器设备的正常，因此在测试之前和测试中都要对整个测试系统的硬件进行自我诊断。即 根据检测到的参数低压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自补大流量、手补大流量 是否在规定范围内，给出相应的提示。
测试前系统对全部信号进行巡检，实现自我测试诊断，如发现信号不正常，进行语 音报警提示I)CO2在测试过程中如发现含量超过1%，则提示CO2含量超标；如发现含量超过2%，则提示停机换药或终止测试。
2) O2在测试过程中如发现含量低于19%，则提示O2含量偏低，定量供氧偏低。
3)呼吸阻力在测试过程中如发现超过800Pa，则提示检查呼阻管路有无积水或不畅通。如发现<0Pa，则提示检查呼阻管路有无脱落。
4)吸气温度在测试过程中如发现超过40°C，则提示更换冷却芯。
5)环境温度与吸气温度在测试过程中如发现低于0°C或高于60°C，则提示检查温度传感器工作是否正常。
6) O 3L流量计如高于O. 02L,则提示校准仪表；7) O 150L流量计如高于1L，则提示校准仪表；自我测试诊断控制脚本如下string al, datal，data2，csl，cs2，cs3，me I dec {3} xxl, sxl, lcsxl, lcxxl, aa int i，bmcl=ddlb_3. textole—L object. commport=l // ole—1. object. settings="9600，N，8，I" ole—L object.1nputlen=l ole—L object. portopen=true cb—4. TriggerEvent (Clicked!)// 延时al=sle—5. text+char (13) //将釆集模块2的控制通道接通，sle—5. text是控制命令符ole—L object. output=alcb—4. TriggerEvent (Clicked!)// 延时 al=sle—5. text+char (13) //将釆集模块2的控制通道接通ole—L object. output=alcb—4. TriggerEvent (Clicked!)// 延时ole—L object. portopen=falseole—L object. commport=lole—1. object. settings="9600，N，8，I"ole—L object.1nputlen=lole—L object. portopen=truecsl=ddlb_l. textcs2=ddlb_2. textal=〃#〃+CSl+CS2+ChaHl3)//读釆集模块2的I通道数据ole—L object. output=alcb—4. TriggerEvent(Clicked!)datal=〃〃data2=〃〃b=0aaltt:datal=ole_l. object, input if datal=〃〃 then cb—4. TriggerEvent(Clicked!) b=b+lif b>=100 then datal=〃〃 goto bblttelsegoto aalttend ifelsefor i=l to 8datal=ole_l. object, inputnextend ifbbltt :a21=dec (mid (data2，3，6))// 实际SELECT srwh. xx, srwh. sx, srwh.1csxj srwh.1cxxj srwh. kINTO :xxl, : sxl, : lcsxl, : lcxxl, :kFROM srwhWHERE (srwh. me = :mcl) and (srwh. xx<=:a21) and (srwh. sx>:a21) using sqlca; messagebox C 电量 〃，a21) if a21<xxl then a21=xxl end ifaa= (sxl - xxl) if aa=0 then aa=0.1 end if3,2l=k^ (a21 - xxl) ^ (lcsxl _ lcxxl) /aa + lcxxlmessagebox (〃 物理量 〃，a21)ole—L object. portopen=false测试包括动态(功能I )和静态(功能II)。
I)动态(功能I )测试又包括手动控制速度、出厂控制速度、用户控制速度。
手动控制速度、出厂控制速度、用户控制速度的动态测试的不同在于跑步机的速度在整个测试过程中是由人们手动调节的、按氧气呼吸器智能训练检测装置出厂时设定的速度和时间、按用户自己设定的速度和时间。根据采样周期的不同，测试总时间分别为240 分(采样周期=10分，即每10分记录一个点)和120分(采样周期=5分，即每5分记录一个点)。曲线显示每10秒描一个点。其中手动控制速度还有快速测试一种，即整个测试时间仅需24分。测试数据有速度、吸气阻力、呼气阻力、二氧化碳含量、氧气含量、吸气温度、环境温度等数值，并以表格形式打印输出。另外，各种物理量的数据曲线可单独也可组合显示出来，更方便用户进行分析比较。如果由于意外断电等情况计算机中断，则系统可接着中断前的过程继续测试，各种相关参数也都是连续的。当然也可暂停，点击“继续测试”后测试过程继续。
读数据控制脚本al=〃#040001〃+char (13) //将采集模块2的控制通道接通ole—L object. output=alcb—4. TriggerEvent (Clicked!)// 延时al=〃#061300〃+chaHl3) //将(Γ7通道的釆集模块2的控制通道接通，通过控制 BP-7060的触点接通ole—L object. output=alcb—4. TriggerEvent (Clicked!)// 延时//读(Γ7通道数据for k=l to 8 al="#01"+string((k -1))+ char (13)// 读 ADAM-4017 的 0 7 通道数据控制指令ole—L object. output=al cb_6. TriggerEvent(Clicked!) datal=〃〃 data2=〃〃 b=0aa:datal=ole—1. object, input if datal=〃〃 thencb—6. TriggerEvent(Clicked!) b=b+lif b>=100 then datal=〃〃 goto bbelsegoto aaend ifelsefor i=l to 8datal=ole_l. object, inputd&t&2-d&t&2+d&t&lnextend ifbb: a [I] =dec (mid (data2, 3，6))Il messagebox a [I]) next在同一数据窗口以曲线形式实时显示采集数据的控制脚本 gr_l. SetSeriesStyle ("C02 含量(％) "，NoSymbol!) gr_2. SetSeriesStyle ("02 含量(%)"，NoSymbol!) gr—3. SetSeriesStyle (〃呼(吸)气阻力(Pa) 〃，NoSymbol!) gr_4. SetSeriesStyle ("吸气温度(°C ) "，NoSymbol!) gr—5. SetSeriesStyle ("环境温度(°C ) "，NoSymbol!) gr—6. SetSeriesStyle ("C02 含量(％) "，NoSymbol!) gr—6. SetSeriesStyle ("02 含量(%)"，NoSymbol!) gr—6. SetSeriesStyle (〃呼(吸)气阻力(Pa) 〃，NoSymbol!) gr—6. SetSeriesStyle C 吸气温度(°C )"，NoSymbol!) gr—6. SetSeriesStyle ("环境温度(°C ) "，NoSymbol!) dw_l. SetSeriesStyle ("gr—1"，〃 吸气温度"，NoSymbol!) dw_l. SetSeriesStyle ("gr—1"，〃 环境温度"，NoSymbol!) SeriesNbr = gr—1. FindSeries ("C02 含量(%)") gr—1. AddData(SeriesNbrj a[5]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—2. FindSeries ("02 含量(%)") gr_2. AddData (SeriesNbrj a[4]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—3. FindSeries ("呼(吸)气阻力(Pa)") gr_3. AddData(SeriesNbrj a[2]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—4. FindSeries ("吸气温度(DC )") gr—4. AddData(SeriesNbrj a[3]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—5. FindSeries ("环境温度(DC )") gr—5. AddData(SeriesNbrj a[6]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("C02 含量(%)") gr—6. AddData(SeriesNbrj a[5]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("02 含量(%)") gr—6. AddData(SeriesNbrj a[4]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—6. FindSeries (〃呼(吸)气阻力(Pa)") gr_6. AddData(SeriesNbrj a[2]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("吸气温度(DC )") gr—6. AddData(SeriesNbrj a[3]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("环境温度(DC )") gr—6. AddData(SeriesNbrj a[6]，(jsbz/6))SeriesNbr = gr—1. FindSeries ("C02 含量(%)")gr—1. AddData(SeriesNbrj a[5]，(jsbz/ (3*fzl)))SeriesNbr = gr—2. FindSeries ("02 含量(%)") gr_2. AddData(SeriesNbrj a[4], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—3. FindSeries ("呼(吸)气阻力(Pa)") gr_3. AddData(SeriesNbrj a[2]，(jsbz/ (3*fzl)))SeriesNbr = gr—4. FindSeries ("吸气温度(DC )") gr_4. AddData(SeriesNbrj a[3], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—5. FindSeries ("环境温度(DC )") gr_5. AddData(SeriesNbrj a[6], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("C02 含量(%)") gr_6. AddData(SeriesNbrj a[5], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("02 含量(%)") gr_6. AddData(SeriesNbrj a[4], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—6. FindSeries (〃呼(吸)气阻力(Pa)") gr_6. AddData(SeriesNbrj a[2], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("吸气温度(DC )") gr_6. AddData(SeriesNbrj a[3], (jsbz/(3*fzl)))SeriesNbr = gr—6. FindSeries ("环境温度(DC )") gr_6. AddData(SeriesNbrj a[6], (jsbz/(3*fzl)))2)静态(功能II)测试是对装置的正压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自补流 量、手补流量等进行检测。测试前将转换档位打到“自动”档处，然后将呼吸器与检测装置连 接，在计算机上点击所测试项目，系统将提示此项目应进行的硬件连接，确认硬件连好后， 给出一系列的连锁控制信号，并用信号灯显示相应的控制阶段。随着测试的进行，将不断显 示测试过程的物理量数值变化，最后根据标准判断此项结果是否合格，在以表格显示的同 时，给出语音提示。各个项目测试结束后可将结果保存在数据库中并打印。
开始测试后计算机会显示测试界面，包括测试数据显示和测试项目选择两部分。 在测试数据显示部分已给出测试合格范围，可进行比较。在连接好呼吸器后即可开始功能 II的测试，以下就是具体测试方法。
(I)测试低压气密性时要将顶杆插入呼吸器下壳体孔内，呼吸器的呼气软管和吸 气软管分别与检测装置左侧的呼气接头和吸气接头相连，点击“低压气密性”，系统开始向 呼吸器加压，当达到设定压力时，自动停止加压，在稳压20s后开始计时，一分钟后在计算 机界面显示测试数值并有语音提示，若不合格时将有声光报警。
(2)测试排气压力时要将顶杆从呼吸器下壳体孔内拔出，呼吸器的呼气软管和吸 气软管分别与检测装置左侧的呼气接头和吸气接头相连，点击“排气压力”，系统提示“请将 呼吸器顶杆取下”，确认后，系统开始向呼吸器加压，当压力达到排气点并稳定后，在计算机 界面显示测试数值并有语音提示，若不合格时有声光报警。
(3)测试自补压力时将呼吸器的呼气软管和吸气软管分别与检测装置左侧的呼气 接头和吸气接头相连，打开气瓶，点击“自补压力”，系统提示“请打开气瓶”，确认后，系统开始向呼吸器抽气，当压力降低到自补点时，呼吸器内出现自补，当自补压力稳定后，在计算机界面显示测试数值并有语音提示，若不合格时有声光报警。
(4)测试定量流量时先将呼吸器的呼吸仓盖打开，将检测装置的定量检测接头与可调定量阀相连，打开气瓶，点击“定量流量”，系统提示“请插上压舌板，打开气瓶”，确认后，当流量稳定后，在计算机界面显示测试数值并有语音提示，若不合格时有声光报警。
(5)测试自补大流量时将呼吸器吸气管连接在自补大流量测试接头上，并将呼吸器的呼气软管连在检测装置的呼气管接头处，将位于装置左下角的“自补、手补转换开关” 打到“自补”档，打开气瓶，点击“自补大流量”，系统提示“请将大流量调至120L/min，打开气瓶”，确认后，此时真空泵同时开始工作，调节真空泵“调节旋扭”，使流量达到要求即停止调节，待呼吸器自补流量稳定后，在计算机界面显示测试数值并有语音提示，若不合格时有声光报警。
(6)测试手补大流量时将两用接头转换螺母拧在自补大流量测试接头，呼吸器的手补管与呼吸仓的手补接头分开，与专用软管相连，专用软管的另一端与两用接头转换螺母相连，并将呼吸器的呼气软管连在检测装置的呼气管接头处，将位于装置左下角的“自补、手补转换开关”打到“手补”档，打开气瓶，点击“手补大流量”，用手按呼吸器“手补阀”， 流量稳定后，在计算机界面显示测试数值并有语音提示，若不合格时有声光报警。
下面是正压气密性检测的控制指令csmcl=〃 正压气密性(Pa/min)〃 aa=〃测试中” bb=//未定”UPDATE srcssjztSET cszt = :aa, cdck =:bbwhere csxm=:csmclusing sqlca;dw_2. retrieve ()cloall ()ole_l. object. commport=l //ole_l. object. settings="9600, N, 8, I"ole_l. object.1nputlen=lole_l.object. portopen=trueal=〃#031001〃+char(13) //将泵接通ole_l. object. output=alcb_4. TriggerEvent (Clicked!) // 延时al=〃#031101〃+char(13) // 将排气 2 位 5 通接通 ole_l. object. output=alcb_4. TriggerEvent (Clicked!) // 延时al=〃#041201〃+Char (13) //将正压气密信号接通，送到采集模块2的O通道ole_l. object. output=alcb_4. TriggerEvent (Clicked!) // 延时al=〃#061201〃+chaHl3) //将正压气密的信号灯接通ole—L object. output=alcb—4. TriggerEvent (Clicked!)// 延时ole—L object. portopen=false//测量正压气密信号，达到1000 (或800) Pa时，切断上述三路(泵、排气2位 5通、排气2位2通)，//过20秒后，测稳定值，一分钟后显示、报警等 //读釆集模块2的O通道数据 mcl=〃压力”SELECT aaa. aaa INTO :kl FROM aaa using sqlca; bzl=〃tt〃 wac=0 delay60=0 delay601=0 timer (0. 3)3、测试查询实现对功能I和功能II的数据进行查询的功能。其中的条件能以单一或组合的形式进行查询。
4、测试。
选择名称、模块、通道、控制命令后，点击“测试”，则显示测得的电量值，以便与仪表指示进行校对，进而对各个物理量的系数进行维护。点击“氧气”，则将测得的电量值与维护过的环境中的氧气浓度作为分割点将测量值和物理量程分成两段。点击“二氧化碳”，则将测得的电量值与维护过的环境中的二氧化碳浓度作为分割点将测量值和物理量程分成两段。
5、数据库处理 将数据库以文件名为sr的形式存储。
使用时，首先安装智能调校检测仪，其所述技术领域的人员都能够实现。其次是智能调校检测仪的使用操作方法。智能调校检测仪可用鼠标点击相应的按钮进行操作。
权利要求
1.一种煤矿救助氧气呼吸器校验系统的控制方法，其特征在于按照如下的步骤进行 一、控制系数维护；对系统实时检测和控制所需要的基本信息进行维护，是为在线控制时能适应不同类型不同量程传感器而设置的，并能对线性度进行调整；包括基本参数维护和速度控制维护，首先出厂前由设计人员对该系统中所用到的仪器仪表量程参数进行基本参数维护，然后再进行速度控制维护，基本参数维护是指仪表量程参数进行标定、校准，对智能训练检测装置上的传感器的输出电流的变化、线性度的变化进行调整、修正、微调，便于在使用过程中对更换传感器和仪器仪表带来的误差进行调整和修正，并对装置中的设备进行测试提供标准，速度控制维护是指在完成基本信息维护后对跑步机各速度等级的信号模块的控制编码维护，当模块某一通路发生故障时，不需更改程序，只要将由于变更后硬件通路改变的控制编码由维护输入即可； 二、自我测试诊断，在控制系数维护完成后进行，给出控制命令读取参数，然后根据检测到的低压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自补大流量、手补大流量参数，判断是否在规定范围内，给出相应的提示； 三、数据测试，包括动态和静态测试，自我测试诊断完成可进行动态和静态测试，动态测试又包括手动控制速度测试、出厂控制速度测试、用户控制速度测试方式，手动控制速度、出厂控制速度、用户控制速度的动态测试在于跑步机的速度在整个测试过程中是由人手动调节的速度和时间、按氧气呼吸器智能训练检测装置出厂时设定的速度和时间、按用户自己设定的速度和时间进行测试，测试数据有速度、吸气阻力、呼气阻力、二氧化碳含量、氧气含量、吸气温度、环境温度数值，计算机实时读取数据通道的实时数据，并以表格和曲线形式显示采集数据，静态测试是对装置的正压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自补流量、手补流量进行检测，测试前将面板上的转换档位打到“自动”档处，然后将呼吸器与检测装置连接，在计算机上点击所测试项目，系统将提示此项目应进行的硬件连接，确认硬件连好后，给出一系列的连锁控制信号，并用信号灯显示相应的控制阶段，随着测试的进行，将不断显示测试过程的物理量数值变化，最后根据标准判断此项结果是否合格，无论是动态测试还是静态测试，其测试结果均能进行查询，查询可按所列出的条件组合或单独动态查询。
全文摘要
本发明涉及一种煤矿救助氧气呼吸器校验系统的测试控制方法。能够集检测、分析、判断和控制为一体，对氧气呼吸器的性能指标进行调校，对救护人员在使用氧气呼吸器时的身体状况进行检测。其实现步骤按照控制系数维护、自我测试诊断、数据测试先后顺序来执行，它可实现控制1、矿山救护队员背负呼吸器在模拟实战训练中通过改变跑步机的速度和坡度从而改变救护队员的做功量，队员能够直接观察到呼吸器系统中的氧气含量、二氧化碳含量、吸气阻力、呼气阻力、吸气温度和环境温度等；2、在静态时对呼吸器的主要指标进行自动检测，包括低压气密性、排气压力、自补压力、定量流量、自补大流量和手补大流量。
文档编号A62B27/00GK103019174SQ20121044885
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者王英, 赵耀原, 王晓玲, 杨丽萍, 田慕琴 申请人:太原理工大学