一种空气呼吸器的检测系统的制作方法

本发明涉及消防呼吸器领域，特别涉及一种空气呼吸器的检测系统。

背景技术

空气呼吸器是一种自给开放式的呼吸器。空气呼吸器广泛应用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、仓库、实验室、矿山等部门，供消防员或抢险救护人员在浓烟、毒气、蒸汽或缺氧等各种环境下安全有效地进行灭火，抢险救灾和救护工作。

空气呼吸器的主要部件：面罩、气瓶。面罩：为大视野面窗；气瓶：存有新鲜空气并通过软导管供给阀和面罩将空气吸入人体肺部；空气呼吸器的具体使用时间由型号来定，一般分为一小时、两小时和三小时。

目前的空气呼吸器上带有压力表，压力表作为空气呼吸器中唯一直观展现气瓶中空气压力大小的器件，但存在作业期间的工作人员未主动及时查看压力表，进而无法第一时间获取气瓶中新鲜空气的容量范围，存在作业期间气瓶中临近无新鲜空气的现象，有改进的空间。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种空气呼吸器的检测系统，空气呼吸器检测系统对气瓶中不同范围的空气压力值给予不同的指示方式，以确保作业期间的工作人员第一时间了解气瓶中新鲜空气的容量，以提高安全系数。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种空气呼吸器的检测系统，包括：

压力检测装置，用于检测气瓶内部的空气压力并转换为压力检测信号；

发射器，耦接于所述压力检测装置以接收压力检测信号并输出压力检测发射信号；

接收器，无线耦接于所述发射器以接收压力检测发射信号并输出压力检测传输信号；

指示模块，耦接于所述接收器以接收压力检测传输信号，且所述指示模块包括h级指示装置、m级指示装置、l级指示装置、告警装置，并定义：

h级指示装置响应的压力检测传输信号预设范围为h1-h2；

m级指示装置响应的压力检测传输信号预设范围为m1-m2；

l级指示装置响应的压力检测传输信号预设范围为l1-l2；

告警装置响应的压力检测传输信号预设范围为a1-a2；

当接收器输出的压力检测发射信号位于h1-h2，所述h级指示装置指示；当接收器输出的压力检测发射信号位于m1-m2，所述m级指示装置指示；当接收器输出的压力检测发射信号位于l1-l2，所述l级指示装置指示；当接收器输出的压力检测发射信号位于a1-a2，所述告警装置告警。

采用上述方案，压力检测装置实时对气瓶内部的压力进行检测，并通过发射器和接收器将压力检测信号向外界传输，当气瓶内压力位于h级指示装置或m级指示装置或l级指示装置或告警装置任一预设范围时，相应的指示装置或告警装置进行指示或者告警，确保作业期间的工作人员第一时间了解气瓶中新鲜空气的容量，便于在需要时及时对气瓶中新鲜空气进行补充或者做好停止作业的准备，以提高安全系数；

且h级指示装置或m级指示装置或l级指示装置或告警装置在气瓶内部压力位于相对应的预设范围时进行响应，在无需工作人员主动查看压力表下即可了解气瓶压力情况，因此具有主动指示和提醒作用。

作为优选，空气呼吸器的检测系统还包括：

中央处理器，耦接于所述接收器以接收压力检测传输信号并将压力检测传输信号转换为数字信号；

显示模块，耦接于所述中央处理器以接收数字信号并对数字信号进行处理且实时以数字形式进行显示气瓶内部空气压力的大小。

采用上述方案，配合于中央处理器获取并对压力检测传输信号进行处理、优化、显示的显示模块，在工作人员作业时间可实现对气瓶内部新鲜空气的压力大小以具体的数字方式进行显示，结合相应的指示装置方便工作人员可第一时间得知气瓶内部具体的空气压力值。

作为优选，空气呼吸器的检测系统还包括：

体积计算模块，耦接于所述中央处理器以接收数字信号，且所述体积计算模块内部设置有用于计算气瓶中可呼吸新鲜空气体积f(v)的计算函数：

f(v)=v·p·η

式中v—气瓶容积参数v（l）；

p—当前气瓶内部空气压力值(mpa)；

η—气瓶空气校正系数，其取值范围为[0.85,0.95]；

所述体积计算模块内部还设置有用于计算前一分钟耗气量υt-1的计算函数f(υt-1)；

f(υt-1)=f(v)-f(vt-1)；

所述显示模块实时更新显示气瓶中可呼吸新鲜空气的体积f(v)和上一分钟耗气量f(υt-1)。

采用上述方案，内部设置有体积计算函数的体积计算模块对气瓶内部可供继续作业的空气量进行计算，并通过显示模块对当前可用的气瓶空气量实时更新显示，便于工作人员在相应的指示装置的指示提醒下可进一步得知气瓶内部可用空气量；

上一分钟耗气量f(υt-1)的显示，其一便于工作人员得知当前自身的呼吸强度；其二便于工作人员根据气瓶内部可用空气量并参考当前呼吸强度可大致得知该呼吸器可用的剩余时间。

作为优选，空气呼吸器的检测系统还包括：

时间计算模块，耦接于所述中央处理器以接收数字信号，且所述时间计算模块内部设置有用于计算呼吸器可持续使用时间f(t)的计算函数：

f(t)=v·p·η/f(υt-1)

式中v—气瓶容积参数v（l）；

p—当前气瓶内部空气压力值(mpa)；

η—气瓶空气校正系数，其取值范围为[0.85,0.95]；

f(υt-1)—前一分钟的耗气量（l/min）；

所述显示模块实时更新显示呼吸器可持续使用时间f(t)。

采用上述方案，内部设置有时间计算函数的时间计算模块并结合前一分钟的耗气量（l/min）直接计算出该呼吸器可用的剩余时间并在显示模块中实时更新显示，也即该空气呼吸器参考当前的呼吸强度开启倒计时的功能。

作为优选，所述时间计算模块内部还设置有高强度工作状态下的耗气量f（υ强）、低强度工作状态下的耗气量f（υ低），并利用计算函数f(t)=v·p·η/f(υt-1)计算两种状态下呼吸器可持续使用时间f(t强)、f(t低)；

所述显示模块实时更新显示呼吸器可持续使用时间f(t强)、f(t低)。

采用上述方案，时间计时模块内部还设置高强度工作状态下的耗气量f（υ强）、低强度工作状态下的耗气量f（υ低），并通过时间计算函数计算出强度工作状态下和低强度工作状态下该空气呼吸器可继续作业的作业时间并通过显示装置进行显示；

其次便于工作人员参考强度工作状态下空气呼吸器可继续作业的作业时间、低强度工作状态下空气呼吸器可继续作业的作业时间以及当前呼吸强度下空气呼吸器可继续作业的作业时间做好补充新鲜空气或者停止作业的准备。

作为优选，空气呼吸器的检测系统还包括：

信息服务模块，调取时间计算模块所记录的呼吸器气瓶容积参数v并进行保存；

供给人手机号数据库，存储有信息服务模块所记录的呼吸器气瓶容积参数v以及相应容积参数v所对应的供给人手机号；

供给人短信提醒模块，受控于中央处理器；

中央处理器从所述时间计算模块中实时调取呼吸器可持续使用时间f(t强)、f(t低)，一旦f(t强)小于中央处理器中预设阈值t1或f(t低)小于预设阈值t2，所述中央处理器以信息服务模块所记录的呼吸器气瓶容积参数v为查询对象于供给人手机号数据库中调取与之匹配的供给人手机号并通过供给人短信提醒模块提醒供给人及时补充新鲜空气。

采用上述方案，在作业过程中气瓶的新鲜空气量不足且工作人员仍需继续作业时，可通过供给人手机号数据库以及供给人短信提醒模块的设置，通知补充新鲜空气的供给人及时补充新鲜空气，进而避免对需要继续作业的影响；

中央处理器的内部预设阈值t1和预设阈值t2的设置，一旦相应的倒计时间到达相应预设阈值时，第一时间通过供给人短信提醒模块提醒供给人补充新鲜空气；

供给人手机号数据库的设置，便于中央处理器以吸器气瓶容积参数v为查询对象调取与之匹配的手机号，实现相应吸器气瓶容积参数v对应相应的供给人，其一使得分工明确提高工作效率；其二，便于相应的供给人携带适当新鲜空气量进行补充，避免供给人携带新鲜空气量过多或者过少的问题。

作为优选，空气呼吸器的检测系统还包括：

供给人实时工作状态数据库：实时存储有供给人手机号以及与之对应的实时工作状态；其中，供给人的实时工作状态可分为工作状态、休息状态、忙碌状态；

若中央处理器以呼吸器气瓶容积参数v于供给人手机号数据库中调取与之匹配的供给人手机号，并通过供给人手机号于供给人实时工作状态数据库中调取与之匹配的供给人实时工作状态，选取其中处于工作状态的供给人作为供给人短信提醒模块通知的供给人。

采用上述方案，通过供给人实时工作状态数据库、以及中央处理器的设置可以保证短信提示装置所通知的为处于工作状态的供给人。

作为优选，定义供给人手机上均设置有手机追踪器，且空气呼吸器的检测系统还包括：

定位模块，用于定位气瓶自身所在位置；

路线规划模块，用于规划以供给人手机所处位置为起点，以所需补充新鲜空气气瓶所在位置作为终点；

路线长度计算模块，计算路线规划模块规划路线的长度；

若中央处理器所调取的供给人其中处于工作状态中的人数至少为两人时，则选择其中路线长度计算模块所计算路线规划路线长度中最短路线长度所对应的供了给人手机号作为供给人短信提醒模块发送信息的手机号。

采用上述方案，通过路线规划模块可以获取不同供给人到达相应空气呼吸器所在位置的路线，并且通过路线长度计算模块的设置可以计算出不同供给人到达空气呼吸器所在位置的路线长度，通过中央处理器筛选出路线最短对应的供给人手机号，从而加快了供给人补充新鲜空气的效率。

作为优选，所述h级指示装置、所述m级指示装置、所述l级指示装置均为灯光指示，且所述h级指示装置、所述m级指示装置、所述l级指示装置的灯光颜色均不同。

采用上述方案，灯光指示相较于声音指示，避免了噪音的问题；其次灯光指示无指示死角，便于带着面罩的工作人员及时通过不同颜色的灯光得知气瓶内部空气压力的情况。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、相应指示装置或告警装置进行指示或者告警，确保作业期间的工作人员第一时间了解气瓶中新鲜空气的容量，便于在需要时及时对气瓶中新鲜空气进行补充或者做好停止作业的准备，以提高安全系数；

2、相应的指示装置或告警装置进行指示或者告警，在无需工作人员主动查看压力表下即可了解气瓶压力情况，具有主动指示和提醒作用。

附图说明

图1为空气呼吸器检测系统的流程图一；

图2为空气呼吸器检测系统的流程图二；

图3、图4、图5、图6、图7均为本实施例的电路原理图。

图中：1、压力检测装置；2、发射器；3、接收器；4、指示模块；41、h级指示装置；42、m级指示装置；43、l级指示装置；44、告警装置；5、中央处理器；6、显示模块；7、体积计算模块；8、时间计算模块；9、信息服务模块；10、供给人手机号数据库；11、供给人短信提醒模块；12、供给人实时工作状态数据库；13、定位模块；14、路线规划模块；15、路线长度计算模块。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，本实施例公开的一种空气呼吸器的检测系统，包括压力检测装置1、发射器2、接收器3、指示模块4。

如图1、2所示，压力检测装置1用于检测气瓶内部的空气压力并转换为压力检测信号；发射器2，耦接于压力检测装置1以接收压力检测信号并输出压力检测发射信号；接收器3，无线耦接于发射器2以接收压力检测发射信号并输出压力检测传输信号。本实施例中的发射器2与接收器3的数据传输通过无线技术蓝牙设备实现。

如图1、2所示，指示模块4耦接于接收器3以接收压力检测传输信号，指示模块4包括h级指示装置41、m级指示装置42、l级指示装置43、告警装置44；定义：h级指示装置41响应的压力检测传输信号预设范围为h1-h2；m级指示装置42响应的压力检测传输信号预设范围为m1-m2；l级指示装置43响应的压力检测传输信号预设范围为l1-l2；告警装置44响应的压力检测传输信号预设范围为a1-a2。

当接收器3输出的压力检测发射信号位于h1-h2，h级指示装置41指示；当接收器3输出的压力检测发射信号位于m1-m2，m级指示装置42指示；当接收器3输出的压力检测发射信号位于l1-l2，l级指示装置43指示；当接收器3输出的压力检测发射信号位于a1-a2，告警装置44告警。在本实施例施中h1-h2为30mpa-10mpa；m1-m2为10mpa-6mpa；l1-l2为6mpa-1mpa；a1-a2为5.5mpa-1mpa。

h级指示装置41、m级指示装置42、l级指示装置43均为灯光指示。当气瓶内压力位于30mpa-10mpa范围时，h级指示装置41发出绿色的灯光进行指示；当瓶内压力位于10mpa-6mpa范围时，m级指示装置42发出黄色的灯光进行指示；当瓶内压力位于6mpa-1mpa范围时，l级指示装置43发生红色的灯光进行指示，且当瓶内压力位于6mpa-1mpa范围时，告警装置44开启告警工作，且告警装置44为声音告警。

如图1、2所示，空气呼吸器的检测系统还包括耦接于接收器3以接收压力检测传输信号并将压力检测传输信号转换为数字信号的中央处理器5、耦接于中央处理器5以接收数字信号并对数字信号进行处理且实时以数字形式进行显示气瓶内部空气压力的大小的显示模块6，且本实施例中的显示模块6为数码管。

如图1、2所示，为方便工作人员在作业时更加直观了解到气瓶内部剩余的新鲜空气量，空气呼吸器的检测系统还包括耦接于中央处理器5以接收数字信号且内部设置有用于计算气瓶中可呼吸新鲜空气体积f(v)计算函数的体积计算模块7；

f(v)=v·p·η

式中v—气瓶容积参数v（l）；

p—当前气瓶内部空气压力值(mpa)；

η—气瓶空气校正系数，其取值范围为[0.85,0.95]；

体积计算模块7内部还设置有用于计算前一分钟耗气量υt-1的计算函数f(υt-1)；

f(υt-1)=f(v)-f(vt-1)；

本实施例中气瓶容积参数v（l）为6.8l；气瓶空气校正系数η取值0.9。数码管受控于中央处理器5实时更新显示气瓶中可呼吸新鲜空气的体积f(v)和上一分钟耗气量f(υt-1)。

如图1、2所示，进一步为了便于作业中的工作人员了解空气呼吸器可继续使用的时间，空气呼吸器的检测系统还包括耦接于中央处理器5以接收数字信号且内部设置有用于计算呼吸器可持续使用时间f(t)计算函数的时间计算模块8；

f(t)=v·p·η/f(υt-1)

式中v—气瓶容积参数v（l）；

p—当前气瓶内部空气压力值(mpa)；

η—气瓶空气校正系数，其取值范围为[0.85,0.95]；

f(υt-1)—前一分钟的耗气量（l/min）；

如图1、2所示，数码管受控于中央处理器5实时更新显示呼吸器可持续使用时间f(t)。时间计算模块8内部还设置有高强度工作状态下的耗气量f（υ强）、低强度工作状态下的耗气量f（υ低），并利用计算函数f(t)=v·p·η/f(υt-1)计算两种状态下呼吸器可持续使用时间f(t强)、f(t低)。数码管实时更新显示呼吸器可持续使用时间f(t强)、f(t低)，使得正在作业的工作人员得知该气瓶中剩余的新鲜空气可供继续使用的最长时间和最短时间，进而做好补充新鲜空气或者停止作业的准备，避免了因气瓶中新鲜空气量不足而带来的危险。

如图1、2所示，为了方便作业过程中气瓶的新鲜空气量不足且工作人员仍需继续作业，空气呼吸器的检测系统还包括调取时间计算模块8所记录的呼吸器气瓶容积参数v并进行保存的信息服务模块9、存储有信息服务模块9所记录的呼吸器气瓶容积参数v以及相应容积参数v所对应的供给人手机号的供给人手机号数据库10、受控于中央处理器5的供给人短信提醒模块11；短信提醒模块为型号为grm200的智能短信报警控制器。

中央处理器5从时间计算模块8中实时调取呼吸器可持续使用时间f(t强)、f(t低)，一旦f(t强)小于中央处理器5中预设阈值t1或f(t低)小于预设阈值t2，中央处理器5以信息服务模块9所记录的呼吸器气瓶容积参数v为查询对象于供给人手机号数据库10中调取与之匹配的供给人手机号并通过供给人短信提醒模块11提醒供给人及时补充新鲜空气。本实施例中f(t强)为5分钟；f(t低)为8分钟。

如图1、2所示，空气呼吸器的检测系统还包括：实时存储有供给人手机号以及与之对应的实时工作状态的供给人实时工作状态数据库12；其中，供给人的实时工作状态可分为工作状态、休息状态、忙碌状态。

中央处理器5以呼吸器气瓶容积参数v于供给人手机号数据库10中调取与之匹配的供给人手机号，并通过供给人手机号于供给人实时工作状态数据库12中调取与之匹配的供给人实时工作状态，选取其中处于工作状态的供给人作为供给人短信提醒模块11通知的供给人。

如图1、2所示，定义供给人手机上均设置有手机追踪器，且空气呼吸器的检测系统还包括用于定位气瓶自身所在位置的定位模块13、用于规划以供给人手机所处位置为起点，以所需补充新鲜空气气瓶所在位置作为终点的路线规划模块14、计算路线规划模块14规划路线的长度的路线长度计算模块15。

若中央处理器5所调取的供给人其中处于工作状态中的人数大于等于二时，则选择其中路线长度计算模块15所计算路线规划路线长度中最短路线长度所对应的供给人手机号作为供给人短信提醒模块11发送信息的手机号。

图3-7为空气呼吸器的检测系统内部控制的电路原理图。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。