CN103175648A - 监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于监测呼吸装置的佩戴者的监测装置，包括压力探测设备和移动监测单元。压力探测设备包括：探测呼吸装置的气体供应装置的压力的压力传感器，以及当确定气体供应装置的压力超过预定的开启阈值时无线地发送预定数量的开启信号的无线发射机。移动监测单元被连接到佩戴者并包括：监测佩戴者运动的运动传感器；报警器；以及接收由压力探测设备的无线发射机无线地发送的信号的无线接收机。移动监测单元具有多个操作状态，包括：开启状态，其中当运动传感器在一段预定的时间内未探测到运动时，启动报警器；以及关闭状态。移动监测单元被布置成当无线接收机从无线发射机接收到至少一个开启信号时从关闭状态切换到开启状态。

Description

监测装置

技术领域

本发明涉及用于监测呼吸装置的佩戴者的监测装置。

背景技术

呼吸装置例如自给式呼吸装置（SCBA）频繁地由在危险环境中工作的人使用。呼吸装置一般包括安装在用户所携带的装具上的可呼吸气体的气瓶以及向用户供应可呼吸气体的输送设备例如面罩。通常提供压力计例如手控压力计或数字压力计，以便佩戴者可监测气瓶中剩余的可呼吸气体的量。

移动监测单元例如PASS（个人安全报警系统）或ADSU（自动求救信号单元）常常与呼吸装置一起使用，且在一些情况下按照法律是必需的。PASS/ADSU包括监测佩戴者的运动的运动传感器和报警器例如声或光报警器，如果在一段预定的时间内未探测到运动，则启动所述报警器。如果没有探测到运动，则可能表明佩戴者受到伤害或无行为能力，因此报警器可向营救人员警告该佩戴者的位置。

在佩戴者进入危险环境之前开启移动监测单元很重要。这一般通过按下手工按钮的组合来完成。然而，很可能在压力下佩戴者忘记开启监测单元。这是不希望出现的。

以前试图解决这个问题。在以前想到的一个布置中，移动监测单元包括连接到可呼吸气体供应装置的压力传感器。当可呼吸气体供应装置被开启时，移动监测单元也开启。虽然这可能是令人满意的，但是将压力传感器定位在移动监测单元内常常不是合乎需要的或不方便的。可以使用电缆将压力传感器连接到移动监测单元，但它可能产生潜在风险。

因此提供用于监测呼吸装置的佩戴者的改进的监测装置是合乎需要的。

发明内容

在广泛的方面中，本发明涉及用于监测呼吸装置的佩戴者的监测装置，其包括压力探测设备和移动监测单元（例如PASS或ADSU）。该压力探测设备被布置成与移动监测单元无线通信，且这个无线链路可以是从压力探测设备到移动监测单元的单向链路。压力探测设备被布置成探测可呼吸气体的供应装置的压力，并被布置成当它探测到压力超过预设的阈值时将固定、有限或预定数量的开启信号无线地发送到该移动监测单元。响应于接收到至少一个开启信号，该移动监测单元被开启，以便至少监测佩戴者的运动。这个布置确保当可呼吸气体的气瓶被开启使得压力上升到阈值之上时，移动监测单元自动开启。这确保佩戴者不会忘记开启移动监测单元。

根据本发明的一个方面，提供了用于监测呼吸装置的佩戴者的监测装置，其包括：

压力探测设备，其包括：压力传感器及无线发射机，其中该压力传感器被布置成探测呼吸装置的气体供应装置的压力，该无线发射机被布置成当确定气体供应装置的压力超过预定的开启阈值时无线发送预定数量的开启信号；以及

移动监测单元，其被布置成连接到佩戴者，包括：运动传感器，其被布置成监测佩戴者的运动；报警器；以及无线接收机，其被布置成接收由该压力探测设备的无线发射机无线发送的信号；其中该移动监测单元具有多个操作状态，所述操作状态包括：开启状态，其中当运动传感器在一段预定的时间内未探测到运动时，报警器被启动；以及关闭状态；且其中移动监测单元被布置成当无线接收机从无线发射机接收到至少一个开启信号时从关闭状态切换到开启状态。

该压力传感器可被布置成将压力转换成机械运动或表示压力的数字或模拟电信号。如果压力传感器将压力转换成机械运动，则可能有将机械运动转换成表示压力的电信号的转换器。压力传感器可被布置成探测在可呼吸气体的气瓶的主阀的下游的压力。压力探测设备可包括处理器或控制器，处理器或控制器被布置成接收表示压力的电信号并确定该信号是否表示大于预定的开启阈值的压力。预定数量的开启信号可以是固定或有限数量的开启信号。如果只有固定数量的开启信号被发送，则压力探测设备的功率消耗可被最小化。在每个开启信号之间的时间段可被配置成使得它可保证至少一个开启信号将由移动监测单元接收。这可意味着移动监测单元不必发送确认信号，且因此不需要被提供无线发射机。

移动监测单元可包括PASS（个人安全报警系统）和/或ADSU（自动求救信号单元），并可以是遵从JCDD/38和/或BS10999和/或NFPA 1982的要求。如果在某个时间段内未探测到运动，移动监测单元可进入可包括光和/或声信号的预先警报模式。通过运动或通过按下移动监测单元上的手动按钮可以手动取消这个预先警报模式。如果预先警报模式未被取消，且又经过一时间段未探测到运动，则移动监测单元可进入可包括光和/或声信号的明确的警报模式。移动监测单元可设置有用于将移动监测单元附接到呼吸装置的佩戴者或呼吸装置的附接装置，例如夹子或带子。移动监测单元的无线接收机可周期性地监听信号。可结合在所发送的信号之间的时间段和所发送的信号的数量来配置在监听时间之间的时间段，使得它可实质上保证移动监测单元将接收所发送的信号。这意味着发送确认信号可能不是必要的。如果移动监测单元不连续监听信号，则功率消耗可减小。移动监测单元可在开启状态和关闭状态中均监听被无线地发送的信号。在关闭状态中，移动监测单元可以不监测佩戴者的运动，并且可以本质上是休眠的。

当确定气体供应装置的压力超过预定的开启阈值时，无线发射机可发送少于10个、少于8个、少于6个或少于4个开启信号。预定的开启阈值可以是至少6巴、至少8巴或至少10巴。信号可被呈送到特定的移动监测单元。

无线发射机可被布置成如果确定气体供应装置的压力落在预定的关闭阈值之下则无线地发送预定数量的关闭信号。当确定气体供应装置的压力落在预定的关闭阈值之下时，无线发射机可发送少于10个、少于8个、少于6个或少于4个关闭信号。预定的关闭阈值可以是至少6巴、至少8巴或至少10巴。在一个布置中，当无线接收机接收到至少一个关闭信号时，移动监测单元可被从开启状态手动切换到关闭状态。移动监测单元可设置有可用于将移动监测单元从开启状态手动切换到关闭状态的关闭按钮。当至少一个关闭信号被接收到时，监测单元只能手动地从开启状态转换到关闭状态。

压力探测设备可被布置成与移动监测单元进行单向无线通信。无线接收机可周期性地监听由无线发射机发送的信号。

压力探测设备可包括手控压力计，手控压力计包括压力传感器和响应于由压力传感器探测到的压力可旋转地移动以便显示所探测到的压力的指针、以及用于探测指针的角位置的指针探测器。指针探测器可以是霍尔效应传感器。在EP1148326中公开了这样的手控压力计的例子。当指针探测器探测到指针的角位置超过预定的角阈值时，无线发射机可无线地发送预定数量的开启信号。

当指针探测器探测到指针的角位置落在预定的角阈值之下时，无线发射机可无线地发送预定数量的关闭信号。

本发明还涉及包括根据本文所声明的任何装置的呼吸装置。

本发明包括本文提到的特征和/或限制的任何组合，除了这样的特征的组合是相互排他的以外。

附图说明

现在将参考附图通过例子来描述本发明的实施方式，其中：

图1示意性示出包括压力探测设备和移动监测单元的用于监测呼吸装置佩戴者的监测装置的实施方式；以及

图2示意性示出压力探测设备的第二实施方式。

具体实施方式

参考图1，提供了用于监测呼吸装置的佩戴者的监测装置1，其包括压力探测设备10和移动监测单元40。压力探测设备10和移动监测单元40在本实施方式中是用电池供电的分离的设备。压力探测设备10被布置成通过单向无线链路将无线信号发送到移动监测单元40。

压力探测设备10包括压力传感器12、无线发射机14、短程配置收发机16和显示器17，它们都被连接到控制器18。移动监测单元40包括运动传感器42、发声器44、按钮45、一组LED 46、存储器48、无线接收机50和短程配置收发机52，它们都被连接到控制器54。移动监测单元40提供PASS（个人安全报警系统）或ADSU（自动求救信号单元）的功能，并可以是遵从JCDD/38和/或BS10999和/或NFPA 1982的要求。

移动监测单元40被布置成监测呼吸装置（未示出）的佩戴者例如消防队员的运动。因此，移动监测单元40被设置有用于将移动监测单元40附接到佩戴者或呼吸装置本身的附接装置（未示出）。附接装置可以是例如夹子。

移动监测单元40具有至少两个操作状态，在下文中将其称为开启状态和关闭状态。移动监测单元40可通过手动按钮按压的组合，或如将在下文描述的，通过与压力探测设备10无线通信，来实现在这两个状态之间切换。在开启状态中，移动监测单元40是完全运转的，且运动传感器42结合控制器54监测佩戴者的运动。如果运动传感器42在一段预定的时间例如20-30秒内未探测到运动，则移动监测单元40进入发声器44和LED 46被启动的预报警模式（pre-alarm mode）。没有探测到运动可能预示着佩戴者陷于困境中。通过按下按钮45的组合可取消预报警模式。如果在一段预定的时间例如5-10秒内未取消预报警模式，则移动监测单元40进入发声器44和LED 46在更高的等级处被启动的全报警模式（full-alarm mode）。发声器44和LED 46可将营救人员引到可能陷于困境中的佩戴者。存储器48记录任何事件（即，预报警和全报警），且在必要时该数据可被下载并被分析。

当佩戴者进入危险环境中时移动监测单元40处于开启状态对佩戴者显然很重要。因此，在本实施方式中，当呼吸装置被使用时，移动监测单元40自动转变到开启状态。这将在下文进行详细描述。

压力探测设备10被布置成连接到与呼吸装置的可呼吸气体的气瓶流体连通的液压管路2。在本实施方式中，压力探测设备10的压力传感器12连接到主气瓶阀3的下游，以便它在该气瓶阀打开时只探测气体压力。压力传感器12是将探测到的压力转换成表示压力的电信号的电压力传感器。这个电信号被馈送到将电信号转换成所探测到的实际压力的控制器18。在这个特定的实施方式中，压力探测设备10也提供视觉压力计的功能，因此由控制器18计算的压力在显示器17上输出。

重要地，在这个实施方式中，压力探测设备10被配置成当探测到的压力高于阈值（其在本实施方式中为大约8巴）时将信号无线地发送到移动监测单元40，将移动监测单元从关闭状态转变到开启状态。这确保当气瓶阀3打开且呼吸设备被使用时，移动监测单元40处于监测佩戴者的运动的开启状态中。当探测到的压力落在阈值（其在本实施方式中为8巴）之下时，压力探测设备10将信号无线地发送到移动监测单元40，允许使用按钮45手动关闭移动监测单元40。这确保移动监测单元40直到收到信号才能切换到关闭状态，但如果探测到的压力落在阈值之下（例如，如果气瓶变空）则防止移动单元40自动切换到关闭状态。下面将描述操作细节。

在最初建立时，移动监测单元40被编程，使得它仅识别并响应于与其一起使用的压力探测设备10所发送的无线信号。这通过使移动监测单元40与适当的压力探测设备10配对来完成。移动监测单元40和压力探测设备10都通过按钮按下的特定组合而被置于“配对模式”中。然后这两个设备相互靠近，优选地相接触，且一系列无线配对信号通过短程配置收发机16、52来交换，短程配置收发机16、52在本实施方式中在127kHz的频率处发送并具有小于10cm的范围。在配对操作期间，压力探测设备10将其唯一的ID号发送到移动监测单元40，该ID存储在控制器52内。在配对之后，移动监测单元40将只对由特定的压力探测设备10发送的信号做出响应。如果必要，移动监测单元40可被重新编程以与不同的压力探测设备10一起工作。

当呼吸装置不在使用中时，压力探测设备10是空闲的并处于低功率模式中，且移动监测单元40在关闭状态中，也是它不监测运动的低功率模式。然而，在关闭状态中，移动监测单元40的无线接收机50周期性地例如每隔1秒（every 1 second）监听无线信号。当呼吸装置的使用开始时，气瓶阀3打开，且线路2内的气体压力增加。线路中的压力持续由压力传感器12结合控制器18来探测。当控制器18探测到线路2中的压力超过开启阈值（其在本实施方式中是8巴）时，它使无线发射机14使用载波信号来发送固定和有限数量的开启脉冲（或信号）。在本实施方式中，无线发射机14使用40kHz的载波信号发送间隔300ms的4个开启信号。所发送的无线信号的范围可以在1-2m之间，这确保信号可由佩戴者所佩戴的移动监测单元40接收到，但将不被其它人员佩戴的大量移动监测单元接收。这个信号中包括压力探测设备10的特定的唯一ID号。

接着，当移动监测单元40的无线接收机50监听信号时，它探测40kHz载波信号并开始持续接收数据。当它接收到一个开启脉冲（或信号）时，控制器54检查唯一的ID是否匹配它被编程响应的ID。如果包含在开启脉冲（或信号）内的ID匹配，则移动监测单元40从关闭状态切换到移动监测单元40监测佩戴者的运动的开启状态。开启脉冲（或信号）的数量、脉冲（或信号）之间的长度以及移动监测单元40监听信号之间的时间段被选择成使得它可实质上保证如果移动监测单元40在范围内，则它将接收至少一个开启脉冲（或信号）并将因此被开启。这意味着移动监测单元40在接收到信号时不必发送确认信号，也不必持续发送开启脉冲（或信号）。这最小化了压力探测设备10和移动监测单元40的功率消耗和部件数。

当压力传感器12探测到的压力落在关闭阈值（其在本实施方式中是8巴）之下（这可能是气瓶阀关闭的结果）时，无线发射机14发送固定和有限数量的关闭脉冲（或信号）。在本实施方式中，无限发射机14使用40kHz的载波信号发送间隔300ms的4个关闭信号。接着，当移动监测单元40的无线接收机50监听信号时，它探测40kHz载波信号并开始持续接收数据。当它接收到一个关闭脉冲（或信号）时，控制器54检查这个唯一的ID是否匹配它被编程响应的ID。如果匹配，则在移动监测单元40的控制器54中设置允许它被手动关闭的标志。一旦该标志被设置，就可能使用按钮45将移动监测单元40从开启状态手动切换到关闭状态。这防止移动监测单元40被佩戴者或因为气瓶变空而被意外关闭。

将认识到，在其它实施方式中，当开启脉冲（或信号）将移动监测单元40从关闭状态切换到开启状态时，可在控制器54中设置防止移动监测单元关闭的标志（flag）。当关闭脉冲（或信号）由无线接收机50接收到并被控制器54验证为有效时，该标志可被移除，使得移动监测单元40可被手动关闭。

因为压力探测设备10不必接收任何无线信号，功率消耗被最小化。此外，移动监测单元40不必无线地发送信号，因此其功率消耗也被最小化。移动监测单元40仅在低功率模式周期性地监听无线信号。类似地，压力探测设备仅在短时间段内周期性地发送信号，当开启阈值和关闭阈值相交（crossed）时，功率减小。除此之外，没有压力数据的实际发送。

在上述实施方式中，压力探测设备10包括数字压力计。然而，图2示出第二实施方式，其中压力探测设备10包括手控压力计。压力探测设备10包括以波登管12的形式的压力传感器，其将探测到的压力转换成指针20的机械旋转运动。运动的量相应于探测到的压力，且指针20在压力计上指示探测到的压力。磁体（未示出）被合并到指针20中，且提供可探测指针20的角位置的霍尔效应传感器（未示出）。当霍尔效应传感器探测到指针20的角位置超过相应于开启阈值的阈值时，如同第一实施方式那样，无线发射机14发送固定和有限数量的开启脉冲（或信号）。类似地，当霍尔效应传感器探测到指针20的角位置落在相应于关闭阈值的阈值之下时，如同第一实施方式那样，无线发射机14发送固定和有限数量的关闭脉冲（或信号）。手控压力计的使用可减小装置的总成本。

Claims (12)

1.一种用于监测呼吸装置的佩戴者的监测装置，包括：

压力探测设备，其包括：

压力传感器，其被布置成探测所述呼吸装置的气体供应装置的压力；以及

无线发射机，其被布置成当确定所述气体供应装置的压力超过预定的开启阈值时无线地发送预定数量的开启信号；以及

移动监测单元，其被布置成连接到佩戴者，并包括：

运动传感器，其被布置成监测佩戴者的运动；

报警器；以及

无线接收机，其被布置成接收由所述压力探测设备的所述无线发射机无线地发送的信号；

其中所述移动监测单元具有多个操作状态，所述操作状态包括：

开启状态，其中当所述运动传感器在一段预定的时间内未探测到运动时，所述报警器被启动；以及

关闭状态；以及

其中所述移动监测单元被布置成当所述无线接收机从所述无线发射机接收到至少一个开启信号时从所述关闭状态切换到所述开启状态。

2.如权利要求1所述的监测装置，其中当确定所述气体供应装置的压力超过预定的开启阈值时，所述无线发射机发送少于10个开启信号。

3.如权利要求1或2所述的监测装置，其中所述预定的开启阈值是至少8巴。

4.如前述任一权利要求所述的监测装置，其中所述无线发射机被布置成如果确定所述气体供应装置的压力落在预定的关闭阈值之下则无线地发送预定数量的关闭信号。

5.如权利要求4所述的监测装置，其中当确定所述气体供应装置的压力落在预定的关闭阈值之下时，所述无线发射机发送少于10个关闭信号。

6.如权利要求4或5所述的监测装置，其中所述预定的关闭阈值是至少8巴。

7.如权利要求4-6中的任一项所述的监测装置，其中当所述无线接收机接收到至少一个关闭信号时，所述移动监测单元能够从所述开启状态手动切换到所述关闭状态。

8.如前述任一权利要求所述的监测装置，其中所述压力探测设备被布置成与所述移动监测单元单向无线通信。

9.如前述任一权利要求所述的监测装置，其中所述无线接收机周期性地监听无线发射机所发送的信号。

10.如前述任一权利要求所述的监测装置，其中所述压力探测设备包括手控压力计，所述手控压力计包括所述压力传感器和响应于由所述压力传感器探测到的压力可旋转地移动以便显示所探测到的压力的指针、以及用于探测所述指针的角位置的指针探测器，

其中当所述指针探测器探测到所述指针的角位置超过预定的角阈值时，所述无线发射机无线地发送预定数量的开启信号。

11.如权利要求10所述的监测装置，其中当所述指针探测器探测到所述指针的角位置落在预定的角阈值之下时，所述无线发射机无线地发送预定数量的关闭信号。

12.一种包括根据权利要求1-11中的任一项所述的监测装置的呼吸装置。

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