专利名称：智能空气呼吸器监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于救援设备领域，尤其是涉及一种用于救援现场的智能空气呼吸器监测系统。
背景技术：
在缺氧、浓烟、有毒有害等各种恶劣气体环境中，作业或救援人员一般都需要佩戴正压式空气呼吸器。正压式空气呼吸器由充装在气瓶内的高压空气经减压后供佩戴者呼吸，呼出的气体通过呼气阀排到大气中。随着作业或救援时间的延续，充装在气瓶内的高压空气将不断消耗和减少，当气瓶压力降低到6兆帕以下时，正压式空气呼吸器将声响报警。以上传统装置存在以下不足1、佩戴者在使用过程中要知道气瓶中的气压必须借助光源才能看清正压式空气呼吸器自带的指针式压力表。2、不能根据佩戴者实际消耗气量动态估算出气瓶中剩余气体可供气时间。
发明内容本实用新型的目的是提供一种智能空气呼吸器监测系统，可以实时监测气瓶压力，并可以根据佩戴者实时耗气量估算出气瓶中剩余气体的可供气时间，并可以以语音形式播报给佩戴者。本实用新型的技术方案是一种智能空气呼吸器监测系统，包括一压力传感器，所述压力传感器用于检测空气呼吸器高压气瓶压力，由压力传感器采集的数据送入单片机进行处理；以及一单片机，所述单片机接收压力传感器和其它部分传入的数据，并对所接收的数据进行存储、分析处理，将处理后的信息传递到执行相应功能的单元；以及一语音合成模块，所述语音合成模块接受单片机的控制，将接收到的数据转换成音频信号进行语音提示、报警；以及供电单元，所述的供电单元给各组成部分提供电力；以及发声装置，所述的发声装置与语音合成模块连接，语音合成模块合成的音频信号通过发声装置传递到人耳中；以及一控制单元，所述控制单元用于控制电力的开关、音量的调节、播报方式的选择设定、播报触发的开关、电量的显示、可供气时间的显示。进一步所述的压力传感器设置在高压气瓶与减压阀连接的管路之间或内嵌于减压阀体内。所述的供电单元为电池组，所述电池组可采用镍氢电池和锂电池中的任何一种高效电池，工作电压为2. 5-5. 5V范围中的任何一种电压。还包括一电池仓，所述电池仓设置于空气呼吸器的背架或背带上。所述单片机采用带AD转换和看门狗的低功耗单片机，其主要作用是根据压力传感器实时采集的数据按佩戴者不同体力和不同工作状态下气量消耗估算可供气时间，从而保证整个空气呼吸器系统供气使用情况更加透明。所述语音合成模块采用低功耗、高自然度智能语音合成模块，支持16级数字音量调节和6级语速调整，语音合成效果清晰、自然。[0010]所述的发声装置为一耳机，该耳机与语音合成模块连接，接收语音合成模块发出的播报信号。本实用新型具有的优点和积极效果是该装置的使用可以使正压式空气呼吸器使用过程中的供气压力、气体消耗、可供气时间及供气管路是否泄漏等信息的反馈更加实时、简单、方便，使正压式空气呼吸器的供气过程对佩戴者更加透明，弥补了传统空气呼吸器压力显示和报警装置的不足。
图I是本实用新型连接关系框图；图2是本实用新型中数据信息传递的示意框图。
具体实施方式为了进一步了解本实用新型的功效和特点，现结合附图对本实用新型做详细说明，具体如下(一)基本方案如图I所示，本实用新型是一种智能空气呼吸器监测系统，包括以下部件一压力传感器，所述压力传感器用于检测空气呼吸器高压气瓶压力，由压力传感器采集的数据送入单片机进行处理；以及一单片机，所述单片机接收压力传感器传入的数据和其它部分传入的数据，并对所接收的数据进行分析处理，将处理后的信息传递到执行相应功能的单元；以及一语音合成模块，所述语音合成模块接受单片机的控制，将接收到的数据转换成音频信号进行语音提示、报警；以及供电单元，所述的供电单元给各组成部分提供电力；以及发声装置，所述的发声装置与语音合成模块连接，语音合成模块合成的音频信号通过发声装置传递到人耳中；以及一控制单元，所述控制单元用于控制电力的开关、音量的调节、播报方式的选择设定、播报触发的开关、电量的显示、可供气时间的显示。(二)同时，本实用新型还具有优选方案，具体内容如下方案一本实用新型所述的压力传感器设置在高压气瓶与减压阀连接的管路之间或内嵌于减压阀体内，这样测得的压力值更准确，同时，测量速度快，当压力发生变化时，能第一时间获得压力参数。方案二 所述的供电单元可以采用电池组，所述电池组可采用镍氢电池和锂电池中的任何一种高效电池，工作电压为2. 5-5. 5V范围中的任何一种电压。当然，还可以采用蓄电池等其他能实现本实用新型所需功能的电源，但考虑到实际应用中携带和更换的方便效率问题，采用可充电电池组为较佳方案。在采用电池组时,还需要一电池仓用于存放电池，所述电池仓设置于空气呼吸器的背架或背带上，也可以设置在本实用新型所述监测系统其他适当部位，最好满足下述条件，一是方便电池的更换，最好设置在设备正常使用时使用者能够更换电池的位置，二是使整个监测系统的形体更紧凑小巧。方案三所述单片机采用带AD转换和看门狗的低功耗单片机，其主要作用是根据压力传感器实时采集的数据按佩戴者不同体力和不同工作状态下气量消耗估算可供气时间，从而保证整个空气呼吸器系统供气使用情况更加透明。方案四所述语音合成模块采用低功耗、高自然度智能语音合成模块，支持16级数字音量调节和6级语速调整，语音合成效果清晰、自然。本实用新型所用语音合成模块满足基本功能即可，但为了更好的使用效果，优选语音合成清晰、智能程度高的语音合成模块。方案五所述的发声装置为一耳机，该耳机与语音合成模块连接，接收语音合成模块发出的播报信号。耳机采用有线、无线均可。但是，采用无线方式时还需要无线发射装置与无线耳机配合。除了采用耳机外，还可以采用喇叭等声音外放设备，但是，不如采用耳机效果清晰、舒适。同时，采用无线方式时，均需要再添加一个无线信号发射装置和一个无线信号接收装置才可以实现无线接收功能。以上优选方案可以任选其中一项或几项组合使用。本实用新型的工作过程如图2所示，本发明提供一种电子装置，该装置可以对正压式空气呼吸器的高压气瓶压力进行实时监测，通过其上设置的压力传感器来监测数据。然后单片机接收压力传感器传输的数据信号，并根据实时压力变化情况计算佩戴者耗气量从而估算出气瓶的可供气时间，然后可以通过语音提示，或者在显示屏幕上实时显示。当气瓶压力低于一定值时，系统先进行预警(预警值可设定)提示，随着压力不断降低，预警提示频度自动增加。当气瓶压力低于6兆帕以下或供气管路出现泄漏，供气量超出正常值时该装置也能及时发现，并提供报警。气瓶压力值、可供气时间、预警提示、报警提示等信息以语言播报形式用耳机提供给佩戴者。语音播报方式有定时播报和触发播报两种。播报方式、播报的语音音量、压力变化和可供气时间播报时间间隔可由佩戴者自己设定，这些设定功能都通过控制单元来实现。所述的控制单元可以为一个带有显示屏的操作设备，该操作设备可以通过导线与本实用新型的监测系统主体连接，这样可以拿在手中方便对监测系统的实时操作。以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求1.一种智能空气呼吸器监测系统，其特征在于包括 一压力传感器，所述压力传感器用于检测空气呼吸器高压气瓶压力，由压力传感器采集的数据送入单片机进行处理；以及 一单片机，所述单片机接收压力传感器和其它部分传入的数据，并对所接收的数据进行存储、分析处理，将处理后的信息传递到执行相应功能的单元；以及 一语音合成模块，所述语音合成模块接受单片机的控制，将接收到的数据转换成音频信号进行语音提示、报警；以及 供电单元，所述的供电单元给各组成部分提供电力；以及 发声装置，所述的发声装置与语音合成模块连接，语音合成模块合成的音频信号通过发声装置传递到人耳中；以及 一控制单元，所述控制单元用于控制电力的开关、音量的调节、播报方式的选择设定、播报触发的开关、电量的显示、可供气时间的显示。
2.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述的压力传感器设置在高压气瓶与减压阀连接的管路之间或内嵌于减压阀体内。
3.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述的供电单元为电池组，所述电池组可采用镍氢电池和锂电池中的任何一种高效电池，工作电压为2. 5-5. 5V范围中的任何一种电压。
4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于还包括一电池仓，所述电池仓设置于空气呼吸器的背架或背带上。
5.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述单片机采用带AD转换和看门狗的低功耗单片机，其主要作用是根据压力传感器实时采集的数据按佩戴者不同体力和不同工作状态下气量消耗估算可供气时间，从而保证整个空气呼吸器系统供气使用情况更加透明。
6.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述语音合成模块采用低功耗、高自然度智能语音合成模块，支持16级数字音量调节和6级语速调整，语音合成效果清晰、自然。
7.根据权利要求I所述的监测系统，其特征在于所述的发声装置为一耳机，该耳机与语音合成模块连接，接收语音合成模块发出的播报信号。
专利摘要本实用新型提供一种智能空气呼吸器监测系统，可以监测气瓶内的压力并对实时气压、可供气时间等信息进行语音播报，本实用新型主要由压力传感器、单片机、语音合成模块、发声装置、供电单元和控制单元组成。本实用新型的有益效果是弥补了传统正压式空气呼吸器压力显示和报警装置的不足。
文档编号A62B18/08GK202497619SQ20112050874
公开日2012年10月24日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者周一民, 王光民, 马其诚 申请人:天津泰瑞救援装备有限公司