CN103776582B - 标度盘式测量计、机械压力测量计以及呼吸设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了标度盘式测量计（10）、机械式压力测量计及一种呼吸设备。标度盘式测量计包括：标度盘板（12），具有包括成角度间隔的标记（16）的标度盘面（14），标记指示数值；指针（18），设置在标度盘板（12）的前侧处并且能在标度盘面（14）上相对于标记（16）成角度地移动以指示读数。提供照明源（20），其布置成发射照明光且设置在标度盘板（12）下方。测量计还包括导光件（22），布置成将照明光从标度盘板（12）下方引导到标度盘板（12）前侧以从上方照亮标度盘面（14）。机械式压力测量计包括标度盘式测量计（10）。呼吸设备包括流体地耦接于压力测量计（10）的适于呼吸的气体的气瓶，所述压力测量计被配置成显示适于呼吸的气体的压力。

Description

标度盘式测量计、机械压力测量计以及呼吸设备

技术领域

本发明涉及一种标度盘式测量计，其包括位于标度盘板下方的照明源、以及布置成将来自于标度盘板下方的照明光引导到标度盘板的前侧的导光件。特别地、但不是排他地，本发明涉及一种包括该标度盘式测量计的机械压力测量计。

背景技术

消防员和其他救援人员常常需要进入危险的环境(诸如燃烧的建筑物)中。在这种情况下，每个消防员都配备有自持式呼吸设备(SCBA)，该自持式呼吸设备为消防员提供适于呼吸的气体。呼吸设备通常设置有机械压力测量计以用于监测适于呼吸的气体的剩余供应量。

机械压力测量计通常设置有照明源以照亮标度盘板的表面，从而使得消防员可以在低光照条件下读取测量计。例如，已知的是在透明或半透明的标度盘板后方提供背光。还已知的是在标度盘板的周边提供照明源，以从标度盘板的前侧照亮标度盘板。前侧照明源可用于不透明标度盘板以及用于光致发光标度盘板，所述光致发光标度盘板在解除照明之后重新发光。

虽然具有这种照明布置的标度盘式测量计可能是令人满意的，但是它们可能需要多个照明源，以便在标度盘板上提供相对均匀的照明，这使得功率消耗相对较高。此外，在光致发光标度盘板的情况下，标度盘面的任何不均匀照明均可能导致闪亮发光的光致发光热点，这可能使标度盘式测量计更难读取。

因此需要提供一种具有用于照亮标度盘板的改进布置的改进标度盘式测量计。

发明内容

根据本发明的一个方面提供了一种标度盘式测量计，包括：标度盘板，具有包括成角度间隔的标记的标度盘面，所述标记指示出数值；指针，设置在标度盘板的前侧处并且能在标度盘面上相对于所述标记成角度地移动以指示出读数；照明源，布置成发射照明光且设置在标度盘板下方；以及导光件，布置成将照明光从标度盘板下方引导到标度盘板的前侧，以便从上方照亮标度盘面。

导光件可为光学导光件。导光件可包含光学材料或由光学材料制成。导光件可以包含固体光学材料或由固体光学材料制成，所述固体光学材料例如为玻璃或为诸如的塑料。导光件可为透明的。导光件可为半透明的。提供半透明的导光件可以允许照明光基本均匀地分布。

导光件可从标度盘板下方延伸到标度盘板的前侧。导光件可从标度盘板下面延伸到标度盘板的前侧。导光件可包括第一部分，所述第一部分设置在标度盘板下方且从光输入部径向地向外延伸，所述光输入部邻近于照明源且设置成接收照明光，所述第一部分被设置成径向向外地分布照明光。第一部分的至少一部分可设置在标度盘板的下面。第一部分可以被设置为沿多个成角度地间隔的径向方向径向向外地分布照明光。第一部分可被设置为沿基本所有径向方向径向向外地分布照明光。第一部分可为平面的或盘状的，并且可位于标度盘板下方的平面中，该平面与标度盘板基本上平行。在这种背景下，短语“在标度盘板下面”意味着位于正下方，从而使得当从上方俯视地观看时，标度盘板覆盖或遮掩了位于其下方的导光件的部分。

第一部分可为环形件，环形件的径向内表面形成光输入部。照明源可位于环形件的中央开口内。

导光件可包括第二部分，第二部分布置成朝向标度盘板的周边并且从标度盘板下方延伸到标度盘板的前侧且具有光输出部，光输出部布置成将照明光引导到标度盘面上。第二部分可光学地耦接于第一部分并且可布置成将光从标度盘板下方的第一部分引导到标度盘板的前侧。第二部分可为轴向地延伸的。第二部分可布置在标度盘板的外部。

光输出部可布置成将照明光引导到标度盘面的至少周边区域上。光输出部可设置成将照明光引导到标度盘面的至少包含指示值的标记的一部分上。光输出部可设置成将照明光引导到标度盘面的基本上所有部分上。

第二部分可布置成将光从标度盘板下方的第一部分引导到标度盘板的前侧的多个成角度地间隔的位置中。第二部分可为圆柱形壁，该圆柱形壁围绕标度盘板的周边延伸并且具有在标度盘板上方突出的一部分，该部分的至少一部分形成光输出部。

导光件可包括中央部分，中央部分朝向所述标度盘板的中央设置并且至少部分地位于标度盘板的中央上方，所述中央部分具有光输入部和光输出部，光输入部邻近于照明源且被设置成接收照明光，光输出部布置为将照明光引导到标度盘面的至少中央区域上，其中，中央部分布置成将照明光从标度盘板下方引导到标度盘板的前侧的中央区域中。中央部分可包括设置在标度盘板的前表面上方的盘(disc)。

导光件的第一部分和第二部分可在结构上彼此附接。导光件的第一部分和第二部分可整体地形成。第一部分和中央部分可在结构上彼此附接。导光件的第一部分和中央部分可整体地形成。导光件可整体地形成。

照明源可设置在标度盘板的中央区域下方。标度盘板上可为环形件且照明源可以设置在环形件的中央开口下方。导光件的中央部分可穿过该环形件的中央开口。

照明源可包括一个或多个单独的光源，诸如一个或多个发光二极管(LED)。照明源可以包括布置成发射第一波长的照明光的第一光源以及布置成发射第二波长的照明光的第二光源。第一光源和第二光源可发出不同颜色的照明光。照明源可以包括单个光源，诸如单个LED。照明源可相对于标度盘板对中地定位。

标度盘板可为不透明的或半透明的。标度盘板可为透明的。

照明源可以在视觉上被掩盖，使得从标度盘板上方不能直接看到照明源。

标度盘面的至少一部分可设置有光致发光材料。标度盘面的标记可以设置有光致发光材料。指针的至少一部分可设置有光致发光材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种机械压力测量计，其包括根据在此所述的任一种标度盘式测量计。

根据本发明的另一方面，提供了一种呼吸设备，其包括适于呼吸气体的气瓶，该气瓶流体地耦接于根据在此所述的任一种压力测量计，压力测量计被构造成在标度盘式测量计上显示适于呼吸气体的压力。

根据另一个方面，提供了一种机械压力测量计，其包括标度盘式测量计，标度盘式测量计具有：标度盘板，具有包括成角度地间隔的标记的标度盘面，所述标记指示出压力值；指针，设置在所述标度盘板的前侧处并且能在标度盘面上相对于标记成角度地移动以指示读数；照明源，布置成发射照明光且设置在标度盘板的中央区域下方，其中，照明源在视觉上被掩盖，使得不能从标度盘板上方直接看到照明源；以及整体形成的光学导光件，所述光学导光件从标度盘板下方延伸到标度盘板的前侧，并且布置成将照明光从标度盘板下方引导到标度盘板的前侧以便从上方照亮标度盘面，所述导光件包括：环形件，设置在标度盘板下面且从由环形件的径向内表面形成的光输入部径向向外地延伸，照明源被布置在该环形件的中央开口内；以及圆柱形壁，光学地耦接到所述环形件且围绕标度盘板的周边延伸，并具有在标度盘板上方突出的用于形成光输出部的一部分。

本发明可以包括本文提及的特征和/或限制的任何组合，除非这些特征的组合是互斥的。

附图说明

为了更好地理解发明，并示出本发明可如何实施，现在通过举例的方式参考附图，附图中：

图1示意性地示出了标度盘式测量计的前侧视图；

图2示意性地示出了图1的标度盘式测量计的分解透视图；

图3示意性地示出了图1的标度盘式测量计的横截面侧视图；

图4示意性地示出了图1的标度盘式测量计的横截面侧视图，示出了通过导光件的光路径。

具体实施方式

图1示出了标度盘式测量计10，其包括：具有标度盘面14的标度盘板12，标度盘面设置有成角度地间隔的标记16；以及可成角度地移动的指针18，指针在标度盘面14上移动以指示读数。标度盘式测量计10进一步包括：照明源(未示出)，该照明源对中地定位在标度盘板12之下和之后；以及导光件22，布置成将来自于照明源的照明光引导到标度盘板12的前侧，以便照亮标度盘面14。

在本实施例中，标度盘式测量计10形成机械式压力测量计的部件，机械式压力测量计包括流体入口和压力传感机构(未显示)。在使用中，流体入口流体地连接于自持式呼吸设备的气瓶，并且压力传感机构根据气体供应的压力调节指针18的角位置，以指示标度盘板14上的读数。

现在将参照图2和3详细描述标度盘式测量计10。图2以分解视图示出了标度盘式测量计10，其包括电路板24，在电路板上方设置有导光件22、标度盘板12和盖25。指针18连接于位于电路板24下方的压力传感机构，并且所述指针具有指示部分26，该指示部分延伸通过电路板24、导光件22和标度盘板12到达标度盘板12的前侧。

指针18包括中央枢转部分19以用于连接至压力传感机构的旋转元件(未示出)，使得指针18响应于气体供应的压力变化而围绕枢转部分19旋转。旋转元件限定了轴线A，指针18围绕该轴线旋转。指示部分26和平衡部分28从中央枢转部分19的相对侧径向地延伸。指示部分26是弯折的以形成平行于轴线A延伸的轴向部分30，该轴向部分使得指示部分26的远端(针32)升高到指针18的其余部分上方。轴向部分30布置成延伸通过形成在电路板24、导光件22和标度盘板12中的槽和开口，如将在下面描述的。针32设置在标度盘板12上方并且用于指示标度盘面14上的读数。提供平衡部分28是为了使得指针18关于轴线A平衡。

电路板24构造成与压力测量计壳体(未示出)的内部轮廓相似并连接于该压力测量计壳体的内部轮廓。电路板24具有关于轴线A对准的圆形安装部分36，导光件22安装于该圆形安装部分上并且抵靠该圆形安装部分。安装部分36的与导光件22接触的上表面42是反射性的或设置有反射层。安装部分36在其中央处具有圆弧(或马蹄形)狭缝38，该狭缝与轴线A同心，指针18的轴向部分30穿过该狭缝。

照明源20安装在电路板24的中心处且与轴线A基本上对齐。在这个实施例中，照明源20包括白色LED和红色LED，白色LED和红色LED可独立地操作且连接于电源和控制器(未示出)。

导光件22是整体形成的固体光学材料件，所述固体光学材料诸如透明塑料(例如)。导光件22是基本上关于轴线A轴对称且安装于电路板24。导光件22的结构将在下面详细说明。

标度盘板12是具有中央开口74的环形板，该中央开口与轴线A同心且该中央开口的内半径基本上等于形成在电路板24中的马蹄形狭缝38的外半径。标度盘板12安装于导光件22的上表面，使得该导光件22夹置在电路板24与标度盘板12之间。标度盘板12的底侧与导光件22接触且是反射性的，或者设置有反射层。在这个实施例中，标度盘板12是不透明的，使得从照明源20发射的照明光不能直接通过它。标度盘板12的标度盘面14是光致发光的，使得它可以吸收照明光且重新发光以产生余辉。光致发光的标度盘面14覆盖有标记16，在该实施例中标记是黑的以与光致发光标度盘面对比。

导光件22包括环形第一部分44、第二部分46、和中央部分56。如将在下面详细描述的，导光件22设置成将从位于标度盘12下方的照明源20接收的照明光引导到标度盘板12的前侧，以从上方照亮标度盘面14。

环形第一部分44安装于电路板24的安装部分36。环形第一部分44限定中央开口48，该中央开口具有沿圆周延伸的内表面49，照明源20被设置在该内表面内。发射的照明光可以被内表面49接收，因此内表面作为光输入部。开口48的半径基本上等于形成在电路板24中的狭缝38的外半径。环形第一部分44设置在电路板24与刻度盘12之间并与电路板和刻度盘接触。如最好地在图3中示出的，环形第一部分44在标度盘板12下方从邻近于照明源20的内表面49朝向其径向外端处的接合部50径向向外延伸。接合部50包括位于导光件22的下边缘上的斜面52，该斜面向下地且向内地以约45°倾斜。

在环形第一部分44的径向外端处，第二部分46从接合部50处轴向地向上延伸。第二部分46围绕标度盘板12的整个周边延伸并在其上方轴向地突出。第二部分46的内表面82充当光输出部表面且被布置成将照明光发射到标度盘14上。第二部分46的端面47也充当光输出部以发射照明光。

中央部分56通过连接于环形第一部分44的整体形成的支撑件58(图2)而被轴向地支撑在环形第一部分44的开口48上方。中央部分56与环形第一部分44之间的间隙60与电路板24中的马蹄形狭缝38对齐且具有该马蹄形狭缝基本上相同的圆周范围。这允许指针18的轴向部分30穿过电路板24和导光件22。支撑件58穿过标度盘12中的开口74，使得中央部分56被设置在标度盘板12的前侧上并且位于其上方。

中央部分56关于轴线A基本上轴对称且具有轴向延伸的圆柱形壁66和径向延伸的凸缘64，该径向延伸的凸缘设置在圆柱形壁66上方并延伸超过该圆柱形壁(图3)。凸缘64的外半径基本等于环形第一部分44中的开口48的半径。轴向延伸的孔68设置成穿过中央部分56，其与轴线A同心且向内且向下地形成锥形。孔68通入具有形成光输入部的截锥形侧壁72的腔。

盖25是不透明的，并附接于导光件22的中央部分56且设置在导光件的中央部分上，并且用于掩盖照明源20以防被看到。盖25延伸超出中央部分56，并且盖的半径基本上等于电路板24中的马蹄形狭缝38的外半径。盖25通过安装栓(mounting peg，安装钉)78附接于中央部分56，安装栓与中央部分56的锥形孔68形成卡扣配合连接。盖25的底侧是反射性的，或设置有反射层。

标度盘式测量计10还包括控制电路，以用于选择性地使照明源20的白色LED或红色LED激活和去激活。控制电路可被配置为当SCBA处于使用中时和/或当检测到低照明条件下时自动激活照明源20。照明源20可以通过标度盘式测量计10上的或SCBA上的其他地方上的按钮手动地激活。控制电路可以被配置为当所检测到的气体压力高于阈值水平时激活白色LED，并且当所检测到的气体压力低于阈值时激活红色LED。控制电路可被配置成间歇性地激活一个LED，或依次地激活两个LED，例如，以便当压力等于或低于安全阈值时提醒用户。此外，标度盘测量计10还包括其他部件(没有进行详细描述)，包括位于标度盘板上的透明盖、用于向照明源提供电功率的装置、电路、以及用于手动和/或自动地激活照明源20的按钮。

现在参照图4，当照明源20被激活时，导光件22将从标度盘板12下方的照明源20发射的照明光引导到标度盘板12的前侧，以便照亮标度盘面14。在标度盘板12下方发射的照明光由通过环形第一部分的内表面49和中央部分56的截头圆锥形侧壁72所形成的光输入部接收，并且被引导到标度盘板12上方，在该处，照明光从由第二部分46的内表面82以及中央部分56的圆柱形壁66和凸缘64所形成的光输出部发射到标度盘面14上。因此，利用对中地设置在标度盘板12下方的照明源，导光件22使得标度盘面14从标度盘板12上方被均匀地照射。

由环形第一部分44的邻近照明源20的内表面49形成的光输入部接收沿所有方向从照明源20发射的照明光。环形第一部分44将所接收的照明光径向向外地引导，并且通过内反射使该照明光沿所有径向方向均匀地分布。标度盘板12和电路板24的反射表面有助于向外引导光。在接合部50处，径向行进的照明光被斜面52反射约90°并进入第二部分46中，使得照明光沿基本上轴向的方向行进。第二部分46将来自于标度盘板12下方的沿轴向方向的照明光引导到标度盘板12上方。第二部分46的光学性能被配置成使得，在标度盘板12上方，一些照明光从第二部分46的内表面82发射并且被引导到标度盘面14上，并且一些照明光从第二部分46的端面47发射。因此，第二部分46的内表面82和环形端47充当导光件22的光输出部。导光件22的环形第一部分44和第二部分46用于朝向标度盘板12的周边径向向外地引导照明光并且使照明光到达标度盘板12的前侧，以便从前侧均匀地照亮标度盘面14的整个周边区域。

类似地，由邻近于照明源20的截头圆锥形侧壁72所形成的光输入部接收沿所有方向从照明源发射的照明光。圆柱形壁66朝向凸缘64引导照明光，并且一些照明光从圆柱形壁66的外表面发射并被引导到标度盘面14上，并且一些照明光从凸缘64发射并且被引导到标度盘面14上。因此，凸缘64和圆柱形壁66充当导光件22的光输出部。导光件22的中央部分56用于将照明光引导到标度盘板12的前侧，以便从前侧均匀地照亮标度盘面的中央区域。

第二部分46的内表面82、圆柱形壁66的外表面和凸缘64设置有散射表面，所述散射表面趋向于散射照明光，使得所述照明光在多个方向发射。散射表面可为散射层或趋向于散射照明光的表面加工部，诸如粗糙表面。环形端面47也可以设置有散射面。虽然没有描述，但导光件22也可以在接合部50及第二部分46的外表面上设置有反射材料，以确保照明光行进通过导光件22且不通过这些部件的外表面逸出。

由于导光件22是轴对称的并接收来自所有方向的照明光，所以照明光被均匀地分布。进一步地，光输出部的散射表面将照明光散射到标度盘面14上，以便以所需的方式照亮标度盘14。

本发明允许利用设置在标度盘板12下方的单个照明源20而使标度盘面14从上方被均匀照亮。这避免了对围绕标度盘板12的前方分布的多个照明源的需要，从而节约了成本并且在使用时节省功率。本发明的实施例可以使用单个照明源(例如单个LED)，从而使得功耗非常低。此外，本发明对于可能不适合于背光的标度盘板12(诸如不透明的或半透明的标度盘板)来说可能是特别有益的。

导光件22使照明光均匀分布在标度盘板14上，因为照明光从照明源20行进的路径和距离在所有方向上是基本上相同的。换句话说，照明布置是基本上轴对称的。照明光的均匀分布对于光致发光标度盘板来说可能是特别有益的，因为它会减少光致发光热点，所述光致发光热点可使标度盘式测量计难以读取。

如果标度盘板12和盖25是不透明的，则从标度盘式测量计的前侧不能直接看到照明源20。替代地，照明光通过导光件22被径向地分布且从标度盘板12的下方被引导到上方，照明光均匀地照亮标度盘面14的至少某些区域。因此，照明源20不直接照亮标度盘面14。

将指针18设置在电路板24和导光件22下方实现了上述的特定结构，其中照明源20被对中地定位，该指针具有延伸通过电路板24、导光件22和标度盘板12的轴向部分30，以将针32支撑在偏离轴线A的位置处。在典型的标度盘式测量计布置中，轴沿轴线布置以便支撑安装在标度盘板上方的针，并且从而不可能将照明源20对中地定位在标度盘板下方。

本发明允许该照明方法被用于不透明的、半透明的、透明的标度盘面、和光致发光标度盘面，因为所有类型的标度盘面均适于从上方被照亮。

虽然本发明的实施例已描述了导光件的不同部分被整体地形成，但是将理解的是，在其它实施例中，导光件可包括光学地耦接在一起的分离部分。

虽然本发明的实施例描述了盖是不透明的且设置有反射底侧，但将理解的是，在其他实施例中，如果需要的话，盖可为至少部分地半透明的，并且盖可以在其下侧的至少一部分上不设置有反射层，以便将照明光直接从盖引导到用户。

术语“轴对称”在本发明中用于说明一部件关于一轴线相对于任何角度均具有旋转对称性。

Claims (16)

1.一种标度盘式测量计，包括：

标度盘板，具有包括成角度地间隔的标记的标度盘面，所述标记指示数值；

指针，设置在所述标度盘板的前侧处并且能在所述标度盘面上相对于所述标记成角度地移动以指示一读数；

照明源，布置成发射照明光且设置在所述标度盘板的中央区域下方；以及

光学导光件，布置成将照明光从所述标度盘板下方引导到所述标度盘板的前侧，以便从上方照亮所述标度盘面；

其中，所述光学导光件包括环形第一部分，所述环形第一部分设置在所述标度盘板下方且从邻近于所述照明源的光输入部径向地向外延伸，所述光输入部设置成接收照明光，其中，所述环形第一部分被设置成使照明光径向向外地分布；

其中，所述光输入部由所述环形第一部分的径向内表面形成，所述环形第一部分限定中央开口；并且

其中，所述指针连接至设置在所述光学导光件下方的旋转元件，所述旋转元件限定用于所述指针的旋转的旋转轴线；

其中，所述照明源位于所述环形第一部分的所述中央开口内并与所述旋转轴线基本上对齐，

其中，所述光学导光件包括第二部分，所述第二部分布置成朝向所述标度盘板的周边并且从所述标度盘板下方延伸到所述标度盘板的前侧且具有光输出部，所述光输出部布置成将照明光引导到所述标度盘面上，其中，所述第二部分耦接于所述环形第一部分并且布置成将光从所述标度盘板下方的所述环形第一部分引导到所述标度盘板的前侧。

2.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述光学导光件从下方延伸到所述标度盘板的前侧。

3.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述环形第一部分被设置为使光在多个成角度地间隔的径向方向上径向向外地分布。

4.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述光输出部布置成将照明光引导到所述标度盘面的至少周边区域上。

5.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述第二部分布置成将光从所述标度盘板下方的所述环形第一部分引导到所述标度盘板的前侧的多个成角度地间隔的位置中。

6.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述第二部分是圆柱形壁，所述圆柱形壁围绕所述标度盘板的周边延伸并且具有在标度盘板上方突出的一部分，该部分的至少一部分形成所述光输出部。

7.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述光学导光件包括中央部分，所述中央部分朝向所述标度盘板的中心设置并且至少部分地位于所述标度盘板的中心上方，所述中央部分具有光输入部和光输出部，所述光输入部邻近于所述照明源且被设置成接收照明光，所述光输出部布置为将照明光引导到所述标度盘面的至少中央区域上，其中，所述中央部分布置成将照明光从所述标度盘板下方引导到所述标度盘板的前侧的中央区域中。

8.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述光学导光件整体形成。

9.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述照明源包括一个或多个单独的光源。

10.根据权利要求9所述的标度盘式测量计，其中，所述一个或多个单独的光源为一个或多个发光二极管。

11.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述照明源包括布置成发射第一波长的照明光的第一光源以及布置成发射第二波长的照明光的第二光源。

12.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述标度盘板是不透明的或半透明的。

13.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述照明源在视觉上被掩盖，使得从所述标度盘板上方不能直接看到所述照明源。

14.根据权利要求1所述的标度盘式测量计，其中，所述标度盘面的至少一部分设置有光致发光材料。

15.一种机械压力测量计，包括根据任一前述权利要求所述的标度盘式测量计。

16.一种呼吸设备，包括适于呼吸的气体的气瓶，所述气瓶流体地耦接于根据权利要求15所述的机械压力测量计，所述机械压力测量计被配置成在所述标度盘式测量计上显示所述适于呼吸的气体的压力。