监测吸收剂罐中二氧化碳吸收剂使用状态的系统及方法与流程

1.本发明涉及二氧化碳吸收剂罐技术领域，特别是涉及一种监测二氧化碳吸收剂罐中二氧化碳吸收剂使用状态的监测系统及方法。


背景技术：

2.循环式潜水呼吸器具有水下工作时间长、隐蔽性好、气体利用率高的特点，广泛应用于技术潜水、科考潜水、洞穴潜水和军事潜水。循环式潜水呼吸器的工作原理是可将潜水员呼出的气体通过二氧化碳吸收剂罐吸收掉二氧化碳和水分后，再次进入呼吸回路，供潜水员呼吸。二氧化碳吸收剂罐的使用状态对使用循环式潜水呼吸器的潜水员至关重要。二氧化碳吸收剂罐内的二氧化碳吸收剂发生失效或进水等情况，会使潜水员吸入气体中的二氧化碳分压增高，导致潜水员存在二氧化碳中毒的风险。因此，监测二氧化碳吸收剂罐的使用状态，便于潜水员在二氧化碳吸收剂耗尽前及时出水，对潜水安全具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种监测二氧化碳吸收剂罐中二氧化碳吸收剂使用状态的监测系统及方法，保证潜水员水下的安全。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
5.本发明提供一种监测吸收剂罐中二氧化碳吸收剂使用状态的系统，所述吸收剂罐包括吸收剂罐本体、具有突出端口的上端盖和具有突出端口的下端盖，所述吸收剂罐本体内上部设有第一带孔板、第二带孔板，下部设有第三带孔板，所述吸收剂罐本体内第二带孔板和第三带孔板之间填充有二氧化碳吸收剂，其特点在于，所述系统包括：盖设在所述上端盖的突出端口的顶部的密封盖，所述密封盖的内壁嵌设有控制器，所述上端盖的突出端口的侧部开设有与吐气肺袋连通的吐气口，所述下端盖的突出端口为吸气口与吸气肺袋相连通，所述第三带孔板的中间位置处设置有凹型块，所述凹型块内插设有安装柱的底部，所述安装柱的顶部依次穿设第二带孔板和第一带孔板，所述安装柱上且位于第二带孔板和第三带孔板之间位置处由上至下依次安装有8个含有热敏电阻的红外线传感器，所述密封盖的顶部嵌设有显示屏和语音报警器；
6.每一所述红外线传感器均用于每隔一时间段检测对应位置的温度值并传输至控制器；
7.所述控制器用于接收每一温度值，判断该些温度值中最高温度值和最低温度值之间的差值是否大于设定差值，在为否时则控制语音报警器发出吸收剂罐进水或吸收剂过期的信息，控制显示屏显示吸收剂罐进水或吸收剂过期的信息；
8.所述控制器用于判断第七红外线传感器对应的温度值是否为最高温度值，在为是时且此最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，则控制语音报警器发出二氧化碳吸收剂快要被用完的信息，控制显示屏显示二氧化碳吸收剂快要被用完的信息；
9.所述控制器用于判断第八红外线传感器对应的温度值是否为最高温度值，在为是
时且此最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，则控制语音报警器发出二氧化碳吸收剂马上被用完的信息，控制显示屏显示二氧化碳吸收剂马上被用完的信息。
10.较佳地，所述控制器用于基于每一温度值绘制每个红外线传感器对应的温度柱状图，基于每一个温度柱状图的顶端绘制平滑曲线，并控制显示屏显示此温度柱状图和对应的平滑曲线。
11.本发明还提供一种监测吸收剂罐中二氧化碳吸收剂使用状态的方法，其特点在于，其利用上述的系统实现，所述方法包括以下步骤：
12.每一所述红外线传感器均每隔一时间段检测对应位置的温度值并传输至控制器；
13.所述控制器接收每一温度值，判断该些温度值中最高温度值和最低温度值之间的差值是否大于设定差值，若否则控制语音报警器发出吸收剂罐进水或吸收剂过期的信息，控制显示屏显示吸收剂罐进水或吸收剂过期的信息，若是则重复执行此差值判断操作；
14.所述控制器判断第七红外线传感器对应的温度值是否为最高温度值，若是且此最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，则控制语音报警器发出二氧化碳吸收剂快要被用完的信息，控制显示屏显示二氧化碳吸收剂快要被用完的信息；
15.所述控制器判断第八红外线传感器对应的温度值是否为最高温度值，若是且此最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，则控制语音报警器发出二氧化碳吸收剂马上被用完的信息，控制显示屏显示二氧化碳吸收剂马上被用完的信息。
16.较佳地，所述控制器基于每一温度值绘制每个红外线传感器对应的温度柱状图，基于每一个温度柱状图的顶端绘制平滑曲线，并控制显示屏显示此温度柱状图和对应的平滑曲线。
17.本发明的积极进步效果在于：本发明能够监测二氧化碳吸收剂罐内的二氧化碳吸收剂的使用状态，便于提醒潜水员在二氧化碳吸收剂耗尽前及时出水，保证潜水员水下的安全。
附图说明
18.图1为本发明较佳实施例的二氧化碳吸收剂使用状态的检测系统的结构示意图。
19.图2为本发明较佳实施例的温度柱状图平坦或峰值非常小的显示图。
20.图3为本发明较佳实施例的吸收剂罐上部的二氧化碳吸收剂被使用的柱状显示图。
21.图4为本发明较佳实施例的吸收剂罐中部的二氧化碳吸收剂被使用的柱状显示图。
22.图5为本发明较佳实施例的吸收剂罐下部的二氧化碳吸收剂被使用的柱状显示图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图1所示，本实施例提供一种监测吸收剂罐中二氧化碳吸收剂使用状态的检测系统及方法，所述吸收剂罐包括吸收剂罐本体1、具有突出端口的上端盖2和具有突出端口的下端盖3，所述吸收剂罐本体1内上部设有第一带孔板4、第二带孔板5，下部设有第三带孔板6，所述吸收剂罐本体1内第二带孔板5和第三带孔板6之间填充有二氧化碳吸收剂，通常为氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化锂。
25.所述系统包括：盖设在所述上端盖2的突出端口的顶部的密封盖7，所述密封盖7的内壁嵌设有控制器8，所述上端盖2的突出端口的侧部开设有与吐气肺袋连通的吐气口9，所述第三带孔板6的中间位置处设置有凹型块10，所述凹型块10内插设有安装柱11的底部，所述安装柱11的顶部依次穿设第二带孔板5和第一带孔板4，所述安装柱11上且位于第二带孔板5和第三带孔板6之间位置处由上至下依次安装有8个含有热敏电阻的红外线传感器12(现有市售产品)，所述密封盖7的顶部嵌设有显示屏13和语音报警器14，每一所述红外线传感器12、显示屏13和语音报警器14均与控制器8电连接。
26.二氧化碳吸收剂吸收二氧化碳的原理为：二氧化碳吸收剂与潜水员呼出气体中的二氧化碳发生化学反应，产生热量。因此，随着二氧化碳吸收剂罐的使用，会造成温度升高，此时，不同位置的含有热敏电阻的红外线传感器12将感应到温度，控制器基于这些温度值在显示屏上显示为一个由八个柱状条组成的温度曲线。
27.本实施例中，吸收剂罐内的二氧化碳吸收剂并不是从一开始就全部就参与吸收二氧化碳的。刚开始使用时，吸收剂罐上部的二氧化碳吸收剂被使用，上部温度较高，情况为a；随着使用时间的加长，上部的二氧化碳吸收剂被使用尽，吸收剂罐中间部分的二氧化碳吸收剂被使用，吸收剂罐内上部温度逐渐变低、中间部分温度变高、底部温度也较低，情况为b；随着使用时间的加长，中间部分的二氧化碳吸收剂被使用尽，吸收剂罐下部部分的二氧化碳吸收剂被使用，只有吸收剂罐的下部温度较高，上部和中间部分温度较低，情况为c。当柱状图显示吸收剂罐底部温度点达到峰值时(即第7个或第8个柱状图温度最高时)，可发出报警提示。柱状图显示了吸收剂罐内二氧化碳吸收剂未使用、部分使用或接近用完的定性视图，便于潜水员做出判断，及时出水。
28.使用时，上端盖2的突出端口的侧部的吐气口9与循环式呼吸器的吐气肺袋相连通，下端盖3的突出端口为吸气口与循环式呼吸器的吸气肺袋相连通，潜水员吐出的气体依次经吐气肺袋、上端盖2上的吐气口9流入吸收剂罐本体1内，通过填满二氧化碳吸收剂颗粒的腔体，再通过下端盖3的吸气口流出。在这个过程中，吐出的气体中的二氧化碳与二氧化碳吸收剂发生反应，二氧化碳和水分被吸收，同时产生大量的热量，反应部位的温度升高。每一个红外线传感器12均用于每隔一时间段(如10秒)检测对应位置的温度值并传输至控制器8，控制器8用于接收每一个温度值，判断这8个温度值中最高温度值和最低温度值之间的差值是否大于设定差值，在差值大于设定差值时表明吸收剂罐未进水或吸收剂未过期，无需报警，在差值小于或等于设定差值时表明可能出现吸收剂罐进水或吸收剂过期的情况，此时控制器控制语音报警器14发出吸收剂罐进水或吸收剂过期的信息以提示潜水员，也可以控制显示屏13显示吸收剂罐进水或吸收剂过期的信息以提示潜水员。
29.而且，控制器8判断第七红外线传感器对应的温度值是否为最高温度值，在为是时且此最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，则控制语音报警器14发出二氧化碳吸收剂快要被用完的信息，控制显示屏13显示二氧化碳吸收剂快要被用完的信息；控制
器8判断第八红外线传感器对应的温度值是否为最高温度值，在为是时且此最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，则控制语音报警器14发出二氧化碳吸收剂马上被用完的信息，控制显示屏13显示二氧化碳吸收剂马上被用完的信息。
30.进一步地，控制器8基于每一温度值绘制每个红外线传感器对应的温度柱状图，基于每一个温度柱状图的顶端绘制平滑曲线，并控制显示屏13显示此温度柱状图和对应的平滑曲线。这样，通过观察显示屏13上的柱状图和对应的平滑曲线，就可以判断二氧化碳吸收剂的使用情况。如：
31.1)温度越高，温度柱状图越高。
32.2)平滑曲线显示为单峰值平滑曲线，即，最高温度值和最低温度值之间的差值大于设定差值，表明吸收剂罐工作状态良好。
33.3)温度柱状图显示平坦或峰值非常小，即，最高温度值和最低温度值之间的差值小于或等于设定差值，表明存在吸收剂罐进水、吸收剂过期等情况，温度柱状图大体如图2。
34.4)第一红外线传感器、第二红外线传感器、第三红外线传感器对应的温度值较高时，对应情形a，温度柱状图大体如图3；
35.5)第四红外线传感器、第五红外线传感器对应的温度值较高时，对应情形b，温度柱状图大体如图4；
36.6)第六红外线传感器、第七红外线传感器、第八红外线传感器对应的温度值较高时，对应情形c，温度柱状图大体如图5；当峰值移动到吸收剂罐的底端(温度柱状图的右侧)时，表明吸收剂将被用完，当峰值位于最后两个柱时，要尽快更换吸收剂罐。
37.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。