一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器的制造方法
【专利摘要】一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，包括单片机控制单元以及与单片机控制单元连接的压力表传感器、运动传感器、功能按键、开关按键、电池防反接电路、DC-DC升压电路、压力平视显示发射电路、电子声光报警电路、LED指示电路，所述压力传感器为利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器，包括表盘、指针以及安装在表盘一面的和表盘同轴的红外发射管阵列、红外发射管固定支架和安装在表盘另一面的和表盘同轴的红外接收管固定支架、红外接收管阵列。本设计实现气瓶压力值以电信号形式输出并采用电子声光报警方式，无需额外耗气，保证了使用人员的安全撤离时间，安全系数较高，成本低廉。
【专利说明】一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器
【技术领域】
[0001]本设计涉及利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，属于消防设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，呼吸器压力表报警器主要有以下两种:利用指针式压力表和报警哨构成，该方法结构简单、成本低廉，但是气瓶压力值无法以电信号的形式输出，不便于后续处理和功能扩展，报警功能是在气瓶气压不足时利用气瓶气体冲击报警哨实现的，从而大大缩短了救援人员的撤离时间，降低了产品的安全性。
[0003]利用压力传感器检测气瓶压力方式实现的带报警功能的电子压力表，该方法结构简单，气瓶压力值以电信号的形式输出，便于后续处理和功能扩展，电子声光报警方式无需额外消耗气瓶气体，从而最大限度保证使用人员的安全撤离时间，提高了安全系数，但是该方法成本较高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本设计的目的是提供一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器来检测气瓶压力，实现气瓶压力值以电信号形式输出并采用电子声光报警方式，无需额外耗气，保证了使用人员的安全撤离时间，安全系数较高。而利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器是利用特殊工艺在不接触压力表的指针及表芯部件，不影响传统压力表精度的前提下对传统指针式模拟表加以改造，增加成本有限，故其仍具有传统指针式模拟表的成本低廉的特点。
[0005]为实现上述目的，本设计是通过以下技术手段来实现的:
[0006]一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，包括单片机控制单元以及与单片机控制单元连接的压力表传感器、运动传感器、功能按键、开关按键、电池防反接电路、00-00升压电路、压力平视显示发射电路、电子声光报警电路、120指示电路，其特征在于:所述压力传感器为利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器，包括表盘、指针以及安装在表盘一面的和表盘同轴的红外发射管阵列、红外发射管固定支架和安装在表盘另一面的和表盘同轴的红外接收管固定支架、红外接收管阵列；
[0007]所述表盘上均布有与表盘同圆心的圆心在同一圆周上的透射孔，所述透射孔圆心所在圆周直径大于表盘数字刻度圆周直径；
[0008]所述指针针头宽度为所述表盘上的透射孔孔径与孔距之和，所述指针针头覆盖表盘透射孔；
[0009]所述红外发射管固定支架与所述红外接收管固定支架设有与表盘透射孔一一对应的透射孔，所述红外发射管阵列的红外发射管一一对应安装在所述红外发射管固定支架的透射孔内；所述红外接收管阵列的红外接收管一一对应安装在所述红外接收管固定支架的透射孔内。
[0010]优选的:
[0011]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述透射孔直径为1.5皿，所述透射孔孔距为2.7皿，所述指针针头宽度为4.2皿。
[0012]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述指针厚度为0.4111111。
[0013]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述红外发射管固定支架、红外接收管固定支架通过螺钉与表盘连接。
[0014]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述电子声光报警电路由高响度蜂鸣器和4个高亮[￡0灯组成。
[0015]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述压力平视显示发射电路采用2.46专用蓝牙模块。
[0016]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述[￡0指示电路由红绿双色指示灯、蓝色配对指示灯、红黄绿3色气量指示灯等组成。
[0017]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述运动传感器使用陀螺仪。
[0018]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述功能按键和开关按键为不自锁按键。
[0019]本发明的有益效果是:利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器来检测气瓶压力，实现气瓶压力值以电信号形式输出并采用电子声光报警方式，无需额外耗气，保证了使用人员的安全撤离时间，安全系数较高，成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本设计组成示意图，图2为本设计组成示意图，图3为表盘示意图，图4为表盘与指针结构示意图，图5为指针结构示意图。
[0021]附图标号的含义如下:1红外发射管阵列，2红外发射管固定支架，3表盘，4指针，5红外接收管固定支架，6红外接收管阵列，7螺钉，8透射孔，9指针针头。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合说明书附图，对设计作进一步的说明。
[0023]如图1-5所示，一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，包括单片机控制单元以及与单片机控制单元连接的压力表传感器、运动传感器、功能按键、开关按键、电池防反接电路、000(:升压电路、压力平视显示发射电路、电子声光报警电路、120指示电路，其特征在于:包括表盘4、指针3以及安装在表盘4 一面的和表盘4同轴的红外发射管阵列1、红外发射管固定支架2和安装在表盘4另一面的和表盘4同轴的红外接收管固定支架5、红外接收管阵列6 ；
[0024]所述表盘上均布有与表盘同圆心的圆心在同一圆周上的透射孔8，所述透射孔8圆心所在圆周直径大于表盘数字刻度圆周直径；
[0025]所述指针针头9宽度为所述表盘上的透射孔孔径与孔距之和，所述指针针头9覆盖表盘透射孔；
[0026]所述红外发射管固定支架2与所述红外接收管固定支架5设有与表盘透射孔一一对应的透射孔，所述红外发射管阵列1的红外发射管一一对应安装在所述红外发射管固定支架2的透射孔内；所述红外接收管阵列6的红外接收管一一对应安装在所述红外接收管固定支架5的透射孔内。
[0027]优选的:
[0028]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述透射孔8直径为1.5皿，所述透射孔8孔距为2.7皿，所述指针针头9宽度为4.2皿。
[0029]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述指针厚度为0.4111111。
[0030]所述的一种一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述红外发射管固定支架2、红外接收管固定支架5通过螺钉7与表盘4连接。
[0031]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述电子声光报警电路由高响度蜂鸣器和4个高亮[￡0灯组成。
[0032]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述压力平视显示发射电路采用2.46专用蓝牙模块。
[0033]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述[￡0指示电路由红绿双色指示灯、蓝色配对指示灯、红黄绿3色气量指示灯等组成。
[0034]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述运动传感器使用陀螺仪。
[0035]所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述功能按键和开关按键为不自锁按键。
[0036]本发明采用低功耗处理，电池部分采用1节(^1234电池供电即可满足需求。电池通过专用防反接电路直接给单片机控制单元供电。电池防反接电路可以保证在电池接反的情况下不至于损坏产品。在关机或者没与气瓶接通时，单片机处于超低功耗休眠状态，静态电流平均为50 V八，在此状态下1节0^123八电池可使用2年之久。
[0037]功能按键和开关按键均为不自锁按键，分别与单片机两个不同管脚相连。当按键没有按下时，单片机相应管脚为高电平；当按键按下时，单片机相应管脚为低电平。单片机通过相应管脚的电平是否为低来判断相应按键是否按下，通过内部定时/计数器计按键按下时间的长短来判断按键是长按还是短按。
[0038]当长按开关按键时，单片机使能000(:升压电路给电路其它各部分供电，完成开机操作。再次长按开关按键(气瓶已关),单片机取消000(:升压电路使能输出，完成关机操作。如此反复，实现开关机操作。
[0039]电子声光报警电路由高响度蜂鸣器和4个高亮[￡0灯组成，利用蜂鸣器发声、120灯发光产生相应声光报警信号。
[0040][￡0指示电路由红绿双色指示灯(绿灯表示开机、正常工作状态；红灯闪烁表示电池欠压\蓝色配对指示灯、红黄绿3色气量指示灯等组成。
[0041]利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器检测气瓶压力值，并将压力值以电信号形式输出给单片机。单片机接收到利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器提供的气瓶气量电信号后通过相应计算得出气瓶气量，控制120指示电路中的红黄绿3色气量指示灯指示:
[0042]气瓶气量多101？^时，绿灯亮；
[0043]101？3 ?气瓶气量彡61？3时，黄灯亮；
[0044]气瓶气量? 61？3时，红灯闪亮，并控制电子声光报警电路发出声光报警；
[0045]此外，当本发明处于关机状态时，只要打开气瓶，利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器检测气瓶压力值时，单片机会使能000(:升压电路给电路供电，实现有气自动开机的功能。
[0046]压力平视显示⑶耶)发射电路采用2.%专用蓝牙模块。单片机计算出气瓶气量后通过2.46专用蓝牙模块将气瓶气量信息无线传输给与之配套的气瓶压力平视显示装置。气瓶压力平视显示装置与呼吸器压力表报警器需通过配对操作实现配对连接。
[0047]具体对码操作为同时长按开关按键和功能按键使得呼吸器压力表报警器进入配对状态，蓝色[￡0灯闪烁，配对状态持续时间30秒钟，在此状态下，按住气瓶压力平视显示装置的配对按键2秒钟即可完成配对，配对成功后蓝灯每3秒钟闪烁一次，表示电子压力表处于连接状态。
[0048]运动传感器使用陀螺仪，可以将使用人员的作业活动转换成与之对应的电信号并提供给单片机，单片机通过相关计算确定使用人员是否有作业活动。当单片机通过陀螺仪检测到使用人员连续静止超过30秒时，单片机自动控制电子声光报警电路发出预报警信号，持续15秒，在此期间使用人员可以通过作业活动或者短按功能按键的方式撤销报警信号；当单片机通过陀螺仪检测到使用人员连续静止超过45秒时，单片机自动控制电子声光报警电路发出有别于预报警信号的报警信号，此时使用人员只能通过短按功能按键的方式撤销报警信号，否则将会一直报警，实现自动呼救功能。此外，当遇到危险需要呼救时，使用人员也可以通过长按功能按键的方式主动呼救。主动呼救和自动呼救构成了完整的呼救器功能，从而提尚广品的安全性。
[0049]单片机通过八/0转换接口对电池电压进行采样计算的方法实现准确测量电池电压，从而有效测量电池电量。当电池电量不足时，单片机通过控制[￡0指示电路的电源指示灯红灯闪烁的方式进行电池低压报警，在此状态下本发明仍能继续工作1天。
[0050]本设计优点是:1.不用压电式、碳膜式等传统压力传感器，本发明利用具有结构精巧、操作简单、成本低廉等特点的指针定位的光电方式全量程压力表传感器，使得本发明在没有明显增加成本的前提下，也可以和价格昂贵的数字压力表具有同等功能，使得本发明在市场竞争中价格优势明显，性价比较高。
[0051]2.特殊结构(特制表盘、特制指针、特制发射管和接收管安装支架)可以保证本发明在既具有模拟表成本低廉、使用方便的同时，还可以将结果以电信号的形式输出，便于后续电路处理；
[0052]3.利用红外二极管对射原理在保证可以准确捕捉指针位置的同时，成本增加较低，保证了较高性价比；
[0053]4.全量程捕捉，精度等级可达到1.0以上。
[0054]本发明主要应用场合为船舶和消防救援时使用，结构上采用防水防爆设计，防护等级达到1？67，以满足实际使用场合的需要。
[0055]以上显示和描述了本设计的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本设计不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原理，在不脱离本设计精神和范围的前提下，本设计还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本设计范围内。本设计要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，包括单片机控制单元以及以与单片机控制单元连接的压力表传感器、运动传感器、功能按键、开关按键、电池防反接电路、DC-DC升压电路、压力平视显示发射电路、电子声光报警电路、LED指示电路，其特征在于:所述压力表传感器为利用指针定位的光电方式全量程压力表传感器，包括表盘、指针以及安装在表盘一面的和表盘同轴的红外发射管阵列、红外发射管固定支架和安装在表盘另一面的和表盘同轴的红外接收管固定支架、红外接收管阵列； 所述表盘上均布有与表盘同圆心的圆心在同一圆周上的透射孔，所述透射孔圆心所在圆周直径大于表盘数字刻度圆周直径； 所述指针针头宽度为所述表盘上的透射孔孔径与孔距之和，所述指针针头覆盖表盘透射孔； 所述红外发射管固定支架与所述红外接收管固定支架设有与表盘透射孔一一对应的透射孔，所述红外发射管阵列的红外发射管一一对应安装在所述红外发射管固定支架的透射孔内；所述红外接收管阵列的红外接收管一一对应安装在所述红外接收管固定支架的透射孔内。
2.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述透射孔直径为1.5mm，所述透射孔孔距为2.7mm，所述指针针头宽度为4.2mm0
3.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述指针厚度为0.4_。
4.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述红外发射管固定支架、红外接收管固定支架通过螺钉与表盘连接。
5.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述电子声光报警电路由高响度蜂鸣器和4个高亮LED灯组成。
6.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述压力平视显示发射电路采用2.4G专用蓝牙模块。
7.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述LED指示电路由红绿双色指示灯、蓝色配对指示灯、红黄绿3色气量指示灯组成。
8.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述运动传感器使用陀螺仪。
9.如权利要求1所述的一种利用光电原理及指针位置实现的呼吸器压力表报警器，其特征在于:所述功能按键和开关按键均为不自锁按键。
【文档编号】G01L19/12GK204214595SQ201420408113
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】吴利民, 王新文, 廖振浩 申请人:南京正泽科技有限公司