专利名称：有害气体安全报警帽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于有害气体监测报警的头盔，是化工、冶金、采矿工作现场使用的一种安全报警帽。
现有的安全防护帽，主要作用是，当头部遭到外部物件打击时，保护头颅安全。这种安全帽多由头盔、内衬套、系绳等组成，防护功能单一。
对于有害气体的安全报警，大多采用专用的监测报警器或报警仪。上海电光器件厂生产的2000系列有害气体监测报警仪就是专门监测空气中CO，H2S，SO2，NO，NO2，Cl2，HCL、HCN等有害气体浓度的小型仪器，可以随身携带，随时随地操作使用。在现场工作中，我们发现，由于有害气体分布不均匀，现场杂音及其它环境因素影响，固定或便携式监测报警器在险情报警时，往往无人发现，每年都有有害气体中毒或致死人命现象发生。
本实用新型的目的是提供一种有害气体安全报警帽，将有害气体监测报警系统和安全帽结合为一体，可对每一个戴有这种安全头盔的工作者保护。
有害气体安全报警帽和其它安全帽一样，是由外盔(4)、内衬套(内盔)(8)，内盔内的保护绳挂边(9)组成。它的改进在于，1)在外盔前额部位隆起一空腔(5)，内装电子监测报警电路系统，外装检测器探头(1)，2)在外盔(4)的后脑部位，隆起一空腔(6)，可内装电源，3)在外盔(4)的前檐内侧装有发光二极管(7)，4)在外盔(4)的左右两侧，安装有蜂呜器(2)，5)在内衬套(8)的顶部装有动触头(10)，在外盔(4)的内顶部装有定触头(3)，两触头构成了电源开关。6)在内衬套(8)的左、右两侧，开有导音孔(11)。
电子监测报警系统的电气原理为，它由检测桥电路(12)、放大器(13)、放波发生与阀值设定电路(14)，延时触发电路(15)、比较器(16)、报警电路(17)、稳压电路(18)、高低压交叉循环供电电路(19)组成。
桥式检测电路(12)是由气敏元件和电阻组成。主要完成有害气体→电的转换。当有害气体与气敏元件(探头1)相接触时，将引起该敏感元件阻值的大幅度下跌，浓度越大，阻值越小，在桥式检测电路的对称臂2个端点上，产生的偏差电压也越大，该电压经过 IC1_1线性放大后，送至比较器IC1_2的一个输入端。
IC1_3和相关的阻容元件构成方波振荡器，其频率为1－10HZ，峰值电压可根据设定要求，予以合理调定(阀值)，然后直接耦合到比较器IC1～2的另一输入端。
考虑到气敏元件在初通电时，有一个不稳定过程，故在比较器之后，设计了一个延时触发电路，其延时时间大致在3－7分钟之间，以防止误报警。
报警电路是由集成块IC3构成。采用HFC9561A，一经触发，蜂呜器即可发出警笛声，同时二只发光二极管也将闪烁报警。
为了保持电压稳定，限制功耗，由IC1～4组成稳压供电，以节省电能，延长电池使用寿命。
由于气敏元件在高温下，对有害气体不甚敏感，并有脱附清洗作用，为了使该元件在最佳工作状态下工作，采用高低温交叉循环加热工作方式，即高压(5V)加热清洗60秒，低压(2V)工作测试30秒循环进行，以利充分发挥作用，故在稳压电源后，插入一个交叉循环供电电路IC4以实现其要求。
在接通电源后，方波发生电路IC1_3将不断产生1～10HZ的方波信号，经过比较器，输出闪光信号，表示电路正常。
当环境中气体浓度超过安全极限时(可人为调定)其检测桥输出的偏差电压，经过IC1_1放大，和比较器比较后，IC1_2全导通，输出恒定的高电平，经过延时电路触发，使报警电路工作，发出声光报警信号，提醒现场操作人员注意。
由于有害气体安全报警帽是每人戴一只，报警蜂呜器又装在耳边，因此，对现场中的噪音及有害气体不均匀性造成的人员伤亡事故均可克服。
本实用新型除具有其它安全帽的防击优点外，增加了有害气体超标报警功能，广大了使用范围。
图1为本实用新型侧向45°俯视图图2为本实用新型侧向45°仰视图图3为本实用新型正向正视图图4为内衬侧向45°俯视图图5为本实用新型电气原理图实施例外盔选用塑料材料制造，要将前额、后脑、左、右两侧需隆起部位一次成型，保持头盔外观光滑。
内衬套(内盔)可选用轻质塑料。所有电子器件都可隐蔽在外盔隆起部位和内衬套之间。外盔和内衬可用胶贴或搭扣锁合在一起。
头盔前额部位隆起的外侧装着探头(主要为气敏元件)，内侧装着电子监测报警电子系统。头盔后脑部位隆起的空位内，装有电源。在头盔前檐内侧，装有发光二极管(7)。在头盔左、右两侧耳廓部位，装有蜂呜器。在内盔的顶部装有动触头，在外盔内顶部装有定触头，两触头构成了电源开关。在内盔的左、右两侧留有导音孔。
其电子报警电路系统为(见图5)，它是由检测桥电路、放大器、方波发生与阀值设定电路、延时触发电路、比较器、报警电路、稳压电路、高低压交叉循环供电电路组成。
电路中，集成块IC1选用LM324，IC2选μA555，IC3选HFC9561A，IC4选μA555。
工作过程操作者，戴上有害气体安全报警帽，动、定触头接触，接通了电源，气敏探头开始预加热，5～10秒后，延时电路开启，接受并输出电平，送至比较放大电路，通过与阀值电平的比较，限幅、输出给报警电路。当环境中，有害气体浓度超过安全标准时，气敏元件阻抗急剧变化，电桥失衡，变化信号送至比较放大单元，并与阀值电平比较后，输出电信号，直接驱动声、光报警。当环境中，有害气体浓度不超过阀值电平时，比较放大电路不输出信号，不会出现声、光报警。
权利要求1.一种有害气体安全报警帽，它包括头盔(4)、内衬套(8)、保护绳挂边(9)及电子监测报警系统，其特征在于1)在外盔(4)前额部位，隆起一空腔(5)、内装电子报警电路系统，外装检测器探头(1)，2)在外盔(4)的后脑部位，隆起一空腔(6)，内装电源，3)在外盔(4)的前檐内侧，装有发光二极管(7)，4)在外盔(4)的左右两侧，装有蜂呜器(2)，5)在内衬套(8)的顶部装有动触头(10)，在外盔(4)的内顶部装有定触头(3)，两触点构成电源开关，6)在内衬套(8)的左右两侧，开有导音孔(11)，7)电子监测报警系统，它包括有比较器(16)，在比较器(16)的两个输入端，一端接监测桥电路(12)和放大器(13)，另一端接方波阀值设定电路(14)，比较器的输出端接延时触发电路(15)，延时触发电路输出端接报警电路(17)，报警电路(17)外接有声光显示器件蜂呜器(2)、发光二极管(7)，另外，报警系统还有稳压电路(18)、提供稳压电源，在稳压电路中，还接有高低压交叉循环供电电路(19)，以高低压交替的方式对气敏元件(1)供电。
2.根据权利要求1所述的有害气体安全报警帽，其特征在于桥式检测电路(12)是由气敏元件(1)和电阻组成，放大器(13)由集成电路模块IC1－1构成，比较器(16)由集成电路模块IC1－2构成，方波振荡器(14)是由集成电路模块IC1－3和相关的阻容元件构成，其振荡频率为1～10HZ，延时触发电路(15)是由集成电路模块IC2构成，报警电路(17)是由集成电路模块IC3，构成，稳压电路(18)是由集成电路模块IC1－4构成，交叉循环供电电路由集成电路模块IC4构成。
3.根据权利要求1或2所述安全报警帽，其特征在于集成电路模块IC1选用LM324、集成电路模块IC2选用μA555，集成电路模块。IC3选用HFC9561A，集成电路模块IC4选用μA555。
专利摘要本实用新型提供了一种对有害气体可监测报警的安全帽。这种安全帽是由头盔、内衬套、系绳及电子监测报警系统组成。这种安全帽巧妙地在塑料头盔两耳廓部位装了蜂鸣器，在前檐下装了发光二极管，在头盔的前额部位装了报警印刷电路板，可有效地对超标有害气体实现报警；可克服噪声大、有害气体分布不均匀等环境因素造成的误报现象。本实用新型设计新颖，性能可靠，是化工、冶金矿山接触有害气体工作人员的安全保证。
文档编号G08B21/00GK2144839SQ9223241
公开日1993年10月27日 申请日期1992年8月31日 优先权日1992年8月31日
发明者冯文渊 申请人:冯文渊