智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器，由氣體監測系統、智能判斷+數據傳輸+無線充電系統、氧氣+隔絕式循環呼吸系統構成。氣體監測系統的一氧化碳、氧氣傳感器檢測環境的有害氣體含量，并送至智能判斷+數據傳輸+無線充電系統的中心處理器CPU，中心處理器CPU根據含量的高低變化做出判斷和報告及報警，經智能判斷是否需要開啟氧氣+隔絕式循環呼吸系統，使佩戴者在有保護的情況下進行搶險救援或撤離。本實用新型專利技術體積小、重量輕、便于攜帶，可在有毒有害氣體泄漏可能的或長期無人進入的不明真實情況的密閉空間等場合保障工作人員和搶險人員供氧自救。本實用新型專利技術可長期處于工作狀態下放置在煤礦井下等場所。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器。
技術介紹
近年來國家強調了應急救援的產業發展，去年國務院總理在政府工作報告中也提到要建立整體有效的救援體系。我國目前仍是煤礦和非煤礦的開采、生產和使用大國，無序的開采已有所控制，現有的礦業多以國有大型礦業為主，安全生產的監控和管理水平及措施、手段、投入均大幅提高，都朝著自動、智能化方向發展。經過對部分國有大礦和化工、市政行業的考察，并與各行業的一線工人及主管技術的人士多次溝通交流，本申請人了解到：目前礦業、化工、市政及特殊行業的生產環境的人員中毒和窒息傷害事故多有發生。但是，目前使用的隔絕式呼吸器、化學氧氣自救器和常規隔絕壓縮氧氣自救器無法檢測到工作環境的有毒有害氣體含量和缺氧等狀態，均需借助專業的瓦斯檢測員等人的檢測，因而失去了寶貴的生命。目前，城市的市政疏浚部門所配備的救援用呼吸裝備幾乎沒有，地下管道、涵井的疏浚和維護任務量大，為其配用的甲烷(沼氣)檢測器也為數不多，無法保障進入工作地點的人員的生命安全。為了給煤礦和非煤礦的開采、化工、市政及特殊行業的人員及需要進入災變現場實施救援工作的人員提供逃生機會和安全放心的工作保障，需設計一種能夠監測工作環境中的有毒有害氣體的含量及氧氣含量，可根據含量的高低變化做出智能判斷，與環境中有害氣體隔絕，求得逃生機會的自求器。中國專利201320782168.3公布了一種隔絕式壓縮氧氣自救器，包括設置在殼體內的高壓系統、呼吸系統和CO2過濾系統；所述高壓系統包括氧氣瓶和減壓閥；所述呼吸系統包括口具、氣囊、排氣閥及呼吸閥；所述氧氣瓶的出口通過減壓閥和氣管連接至氣囊的氧氣入口，所述氣囊的出氣口通過氣管和吸氣閥連接至口具的進氣口；所述口具的出氣口通過氣管和呼氣閥連接至清凈罐內，所述清凈罐的排氣口通過氣管連接至氣囊內；所述氣囊還設有排氣口，氣囊的排氣口通過氣管連接有排氣閥；所述清凈罐內裝有CO2吸收劑。中國專利201320042991.0公布了一種隔絕式壓縮氧氣自救器，包括清凈罐，及設在清凈罐內的高壓系統、呼吸系統及CO2過濾系統，高壓系統連接呼吸系統；高壓系統包括氧氣瓶、減壓器、開關、補氣壓板及壓力表，氧氣瓶的瓶口上設有開關，開關分別連接減壓器、安全帽和壓力表，安全帽連接手輪，補氣壓板連接減壓器；所述呼吸系統包括氣囊、排氣閥、呼氣管、呼吸閥、防護面具、氣囊連高壓系統的減壓器。
技術實現思路
本技術的目的是針對上述現狀，旨在提供一種體積小、重量輕、便于攜帶；能夠監測工作環境中的有毒有害氣體的含量及氧氣含量，可根據含量的高低變化做出智能判斷，并可決定是否需要自動開啟自救器供氧保護工作，并實施搶險和撤離的智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器。本技術目的的實現方式為：智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器,液晶顯示屏接中心處理器CPU；供電電源管理、無線充電接中心處理器CPU，供電電源管理接總開關按鈕；一氧化碳、氧氣傳感器接中心處理器CPU；無線數據通訊模塊、手動電開啟按鈕通過中心處理器CPU、驅動信號放大器接電機，電機接減速齒輪組；氧氣瓶接高壓閥體總成中的消聲過濾器一，手動機械開啟旋鈕接高壓閥體總成中的開啟閥；高開啟閥分接減速齒輪組、比例減壓閥總成的消聲過濾器三，比例減壓閥總成的調節閥接循環呼吸氣囊，循環呼吸氣囊通過呼吸閥接呼吸面罩；呼吸面罩通過呼吸閥接CO2吸收劑器，CO2吸收器接循環呼吸氣囊；所有連接管為耐火硅膠軟管。本技術以氧氣瓶為氧氣來源，配以減壓閥、流量控制閥、自動補氣閥、二氧化碳吸收器、循環呼吸氣囊、呼吸閥、耐火硅膠軟管、呼吸面罩等，以一氧化碳、氧氣傳感器為探頭，監測工作環境中的有毒有害氣體的含量及氧氣含量，中心處理器CPU將來自于探頭組件的信號進行模數轉換和標定進行平均、比較等運算出有毒有害氣體含量，再根據含量的高低變化做出智能判斷，后無線傳輸(發射)，決定是否需要自動開啟自救器供氧保護工作，并實施搶險和撤離。本技術能有效的達到監測、智能判斷、防爆、防靜電功能，有效地為在有毒有害環境、濃煙環境、火場中極度缺氧的環境中工作的工作人員提供呼吸氧氣的必要條件，從而保護使用人員可以迅速逃離災害現場，或為被救援通過寶貴的時間。本技術有以下優點：1、可和對裝置自身的供電進行無線充電，電源能量低于20％時發出低電壓告警提示及時充電；直至無線充電終止，安全可靠；2、同時將實時檢測各種有毒有害氣體環境的有毒有害氣體數據進行無線數字傳輸、顯示，在場環境下的工作人員開啟自救器，保護工作人員迅速逃離災害現場及提供對他們實施救援，有效避免傷害；3、可長期處于工作狀態下，并放置在煤礦井下和有易燃易爆氣體泄漏可能的場所，可利用煤礦井下現有預警監測網絡實現物聯網功能智能穿戴；4、造價低廉，結構簡單，操作簡便，檢測數據準確，安全可靠，防護效果好。5、能防爆、防靜電、阻燃、抗沖擊，可反復使用；6、體積小、重量輕。本技術經過國家礦用產品檢驗檢測中心多次測試，電氣部分的防爆性能達到本安最高級別(Exia1Ma)技術要求，能有效的達到監測、智能判斷、防爆、防靜電功能，為使用人員在有毒有害環境、濃煙環境、火場中極度缺氧的環境中有效提供呼吸的必要條件，從而保護使用人員可以迅速逃離災害現場及提供對他們實施救援的目的。附圖說明圖1為本技術結構原理圖，圖2為本技術電氣原理圖，圖3為本技術自救器原理圖，圖4為本技術智能判斷程序原理圖，圖5為本技術無線充電原理圖，圖6為本技術自救器外型圖。具體實施方式本技術由氣體監測系統、智能判斷+數據傳輸+無線充電系統、氧氣+隔絕式循環呼吸系統構成。下面參照附圖詳述本技術。參照圖6，體積小、重量輕，本技術外殼36長×寬×高＝210mm×95mm×233mm，重量≤2.38kg。外殼上有壓縮氧氣壓力觀察窗34、顯示屏24、自救器開啟彈開門35、氣體采集窗37、無線充電23。參照圖1，液晶顯示屏24接中心處理器CPU26。供電電源管理21、無線充電23接中心處理器CPU26，供電電源管理21接總開關按鈕22。由中心處理器CPU(目前選用的型號為STM32F系列)對系統的供電電池組進行實時監控：如電源能量低于20％時發出低電壓告警提示及時充電；控制無線充電的終止，安全可靠。氣體傳感器有兩個以上的一氧化碳、氧氣傳感器。圖1中顯示出有一氧化碳傳感器一19、氧氣傳感器二20。一氧化碳一19、氧氣傳感器二20接中心處理器CPU26。針對目前的煤礦、化工行業及市政有害環境情況，傳感器的探頭主要選擇無色無味的氣體探頭如：氧氣(O2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等探頭；也可搭載：氯氣(CL2)、二氧化硫(SO2)、硫化氫H2S、氟化氫(HF)、氫化氰(HCN)等探頭。探頭及放大及溫度補償元件組成探頭組件。探頭組件輸出的信號送入中心處理器(CPU)進行模數轉換。采用英國產CITY或日本產NEMOTO氣體傳感器。內有對來自于氣體采集窗口的各種傳感器(如：O2、CO、CH4的信號增益放大、溫度補償、A/D模數轉換、標定功能，信號經經過增益放大、溫度補償、A/D模數轉換、標定傳送到中心處理器CPU。中心處理器CPU將來自于探頭組件的信號經驅動信號放大25放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器，其特征在于：液晶顯示屏接中心處理器CPU；供電電源管理、無線充電接中心處理器CPU，供電電源管理接總開關按鈕；一氧化碳、氧氣傳感器接中心處理器CPU；無線數據通訊模塊、手動電開啟按鈕通過中心處理器CPU、驅動信號放大器接電機，電機接減速齒輪組；氧氣瓶接高壓閥體總成中的消聲過濾器一，手動機械開啟旋鈕接高壓閥體總成中的開啟閥；高開啟閥分接減速齒輪組、比例減壓閥總成的消聲過濾器三，比例減壓閥總成的調節閥接循環呼吸氣囊，循環呼吸氣囊通過呼吸閥接呼吸面罩；呼吸面罩通過呼吸閥接CO2吸收器，CO2吸收器接循環呼吸氣囊。

【技術特征摘要】
1.智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器，其特征在于：液晶顯示屏接中心處理器CPU；供電電源管理、無線充電接中心處理器CPU，供電電源管理接總開關按鈕；一氧化碳、氧氣傳感器接中心處理器CPU；無線數據通訊模塊、手動電開啟按鈕通過中心處理器CPU、驅動信號放大器接電機，電機接減速齒輪組；氧氣瓶接高壓閥體總成中的消聲過濾器一，手動機械開啟旋鈕接高壓閥體總成中的開啟閥；高開啟閥分接減速齒輪組、比例減壓閥總成的消聲過濾器三，比例減壓閥總成的調節閥接循環呼吸氣囊，循環呼吸氣囊通過呼吸閥接呼吸面罩；呼吸面罩通過呼吸閥接CO2吸收器，CO2吸收器接循環呼吸氣囊。2.根據權利要求1所述的智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器，其特征在于：一氧化碳、氧氣傳感器的探頭主要選擇無色無味的氣體探頭如：氧氣、一氧化碳或甲烷探頭；還可搭載：氯氣、二氧化硫、硫化氫、氟化氫或氰化氫探頭；探頭及放大及溫度補償元件組成探頭組件。3.根據權利要求1所述的智能自動隔絕環境中有害氣體的壓縮氧氣自救器，其特征在于：一氧化碳、氧氣傳感器分別采用NEMOTO的NE-CO-SI和CITY的40XV氣體傳感器，內有對來自于氣體采集窗口的各種傳感器的信號增益放大、溫度補償、A/D模數轉換、標定功能，信號經經過增益放大、溫度補償、A/D模數轉換、標定傳送到中心處理器CPU。4.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于翔，王力騫，王小文，張超瓊，
申請(專利權)人：武漢東方思創應急裝備科技有限公司，東方思創應急裝備科技無錫有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42