CN105083501A - 潜水呼吸器 - Google Patents

Abstract

一种潜水呼吸器，包括：气瓶；还包括：气体流量检测机构，所述气体流量检测机构用于检测第一设定时间内所述压缩空气的流量；处理单元，所述处理单元与所述气体流量检测机构连接，所述气体流量检测机构能够将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给所述处理单元；所述处理单元判定所述第一设定时间内所述压缩空气的流量是否在设定流量范围内；若判定结果为肯定，则所述处理单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在第二设定时间内，重复上述步骤，并统计记录呼吸次数。本发明通过测量气体管道内通过的气体流量来监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态。

Description

潜水呼吸器

技术领域

本发明涉及潜水设备技术领域，具体涉及一种潜水呼吸器。

背景技术

在海上援潜救生、海洋资源勘探开发、水下施工作业等中，潜水作业已成为重要的手段。在潜水作业时，水温、水压、水流等水下环境因素以及供氧系统常对潜水员的生理系统产生影响，稍有不慎极易发生潜水作业事故。

为了确保潜水安全，除了全面了解潜水作用地环境信息和确保潜水装备可靠性外，若能在潜水作业时实时监控和/或记录潜水员的生理指标(尤其是呼吸次数)，将会有利保障潜水员的生命安全，极大地避免潜水作业事故的发生。

目前，通过在潜水员腹腔部位绑定压力传感器测定呼吸次数，潜水员呼吸时，腹腔部位的压力会发生变化，从而可以根据腹腔压力的变化来测定潜水员的呼吸次数；但采用上述方法测定潜水员的呼吸次数时，存在以下缺点：

潜水员水下作业需进行多种运动，特别是高等劳动强度的运动，极易出现传感器掉落测不到信号；另外，由于潜水员穿了潜水服，潜水服紧紧的贴在潜水员身上，脉搏的跳动和腹腔压力的变化受潜水服的压迫，不能完全真实的表现出来，这就导致所测定的呼吸次数不是潜水员真正的呼吸次数。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中采用压力传感器测定潜水员的呼吸次数，一方面，需要被测人员保持稳定，在高强度劳动情况下，导致传感器掉落测不到信号；另一方面，腹腔压力的变化受潜水服的压迫，导致所测定的呼吸次数不是潜水员真正的呼吸次数。

为解决上述问题，本发明提供一种潜水呼吸器，包括：

气瓶；

与所述气瓶相连的气体通道；

在所述气体通道上设有高压减压阀和低压减压阀；

所述低压减压阀连接吸气咬嘴，所述气瓶通过所述吸气咬嘴能够向潜水呼吸器使用者提供设定压力的压缩空气；

还包括：

气体流量检测机构，所述气体流量检测机构设于所述高压减压阀和所述低压减压阀之间，所述气体流量检测机构用于检测第一设定时间内所述压缩空气的流量；

处理单元，所述处理单元与所述气体流量检测机构连接，所述气体流量检测机构能够将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给所述处理单元；

所述处理单元判定所述第一设定时间内所述压缩空气的流量是否在设定流量范围内；

若判定结果为肯定，则所述处理单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；

在第二设定时间内，重复上述步骤，并统计记录呼吸次数；

其中，所述第一设定时间为所述气体流量检测机构相邻两次发送流量信号的时间间隔，所述第二设定时间为所述第一设定时间与所述气体流量检测机构发送流量信号的次数的乘积；

所述处理单元的输出端与显示屏连接，所述显示屏显示所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数，所述显示屏用于供所述潜水呼吸器使用者佩带。

可选的，所述处理单元包括：

存储单元，用于存储所述压缩空气的设定流量；

比较单元，用于接收所述压缩空气的流量信号，并将所述压缩空气的流量信号对应的流量值与所述设定流量比较并发送比较结果；

统计单元，用于接收所述比较结果，并根据所述比较结果统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数；当所述压缩空气的流量信号对应的流量值在设定流量范围内，所述统计单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在所述第二设定时间内，重复上述步骤，所述统计单元统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

可选的，所述第一设定时间为：1秒-5秒；所述设定流量为：500毫升-1500毫升；所述第二设定时间为：60秒。

可选的，所述处理单元为单片机。

可选的，所述处理单元与所述气体流量检测机构电连接或通信连接。

可选的，所述气体流量检测机构为流量传感器。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

由于潜水呼吸器使用者在进行呼吸时，气瓶内的压缩空气从气体管道上的高压阀流过低压阀再通过呼吸咬嘴向潜水呼吸器使用者提供设定压力的压缩空气；潜水呼吸器使用者在呼吸的过程中气体管道内会通过一定流量的压缩空气，潜水呼吸器使用者呼吸的快，气体管道内会通过的压缩空气的流量就多，潜水呼吸器使用者呼吸的慢，气体管道内会通过的压缩空气的流量就少；因此，可以通过测量气体管道内通过的气体流量来监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态；故，本发明在设于气体管道上的低压阀和高压阀之间设置气体流量检测机构，气体流量检测机构能够检测第一设定时间内提供给潜水呼吸器使用者的压缩空气的流量；设定时间内所述压缩空气的流量体现所述潜水呼吸器使用者的呼吸状态。

不管被测人员是否稳定，还是在高强度劳动下，气体管道上都会通过一定流量的压缩空气，而气体管道内通过的气体流量体现了潜水呼吸器使用者的呼吸状态；气体流量检测机构能够将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给处理单元，处理单元判定第一设定时间内压缩空气的流量是否在设定流量范围内，第一设定时间为所述气体流量检测机构相邻两次发送流量信号的时间间隔；若判定结果为肯定，则所述处理单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在第二设定时间内，所述第一设定时间与所述气体流量检测机构发送流量信号的次数的乘积，重复上述步骤，并统计记录呼吸次数。

为了便于潜水呼吸器使用者观察自身的呼吸状态，所述处理单元的输出端与显示屏连接，所述显示屏显示所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数，潜水呼吸器使用者佩带所述显示屏，通过所述显示屏潜水呼吸器使用者便可以观察到自身的呼吸状态，一旦发现自身呼吸状态异常及时采取措施，解决了本发明的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例一潜水呼吸器的结构框图；

图2是本发明实施例一中与潜水呼吸器的气体流量检测机构连接的处理单元的结构示意图；

图3是本发明实施例二潜水呼吸器的结构框图；

图4是本发明实施例三潜水呼吸器的结构框图。

具体实施方式

现有技术中采用压力传感器测定潜水员的呼吸次数，但，在高强度劳动情况下，压力传感器掉落会测不到信号，同时，潜水员腹腔压力的变化受潜水服的压迫，导致所测定的呼吸次数不是潜水员真正的呼吸次数；本发明申请人研究发现：潜水呼吸器使用者在进行呼吸时，潜水呼吸器使用者佩戴的气瓶内的压缩空气从气体管道上的高压阀流过低压阀再通过呼吸咬嘴向潜水呼吸器使用者提供设定压力的压缩空气；潜水呼吸器使用者在呼吸的过程中气体管道内会通过一定流量的压缩空气，潜水呼吸器使用者呼吸的快，气体管道内会通过的压缩空气的流量就多，潜水呼吸器使用者呼吸的慢，气体管道内会通过的压缩空气的流量就少；因此，可以通过测量气体管道内通过的气体流量来监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

参考图1，本发明实施例提供一种潜水呼吸器，包括：气瓶，气瓶内能够容纳压缩空气，气瓶上设有气体通道；由于设于气瓶内的压缩空气压力较大，故，在所述气体通道上设有高压减压阀和低压减压阀，气瓶内的压缩空气经过高压减压阀和低压减压阀的二级减压后达到设定压力，此时的压缩空气压力较小；低压减压阀连接吸气咬嘴，气瓶通过所述吸气咬嘴能够向潜水呼吸器使用者提供经过减压后的压缩空气。当使用潜水呼吸器时，潜水呼吸器使用者咬住吸气咬嘴，在呼吸的过程中气体管道内会通过一定流量的压缩空气，潜水呼吸器使用者呼吸的快，气体管道内会通过的压缩空气的流量就多，潜水呼吸器使用者呼吸的慢，气体管道内会通过的压缩空气的流量就少；因此，气体管道内通过的气体流量代表了潜水呼吸器使用者的呼吸状态，因此，可以通过测量气体管道内通过的气体流量来监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态。

因此，本实施例的潜水呼吸器还包括：气体流量检测机构，所述气体流量检测机构设于所述高压减压阀和所述低压减压阀之间，所述气体流量检测机构用于检测第一设定时间内所述压缩空气的流量；气体流量检测机构能够将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给处理单元，所述气体流量检测机构可选流量传感器，所述处理单元可选单片机，处理单元与所述气体流量检测机构电连接或者通信连接。

本发明实施例中处理单元接收所述流量信号，并判定所述第一设定时间内所述流量信号对应的所述压缩空气的流量是否在设定流量范围内；若判定结果为肯定，则所述处理单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在第二设定时间内，重复上述步骤，并统计记录呼吸次数，呼吸次数与第二设定时间的比值即为潜水呼吸器使用者的呼吸频率。

其中，所述第一设定时间为所述气体流量检测机构相邻两次发送流量信号的时间间隔，所述第二设定时间为所述第一设定时间与所述气体流量检测机构发送流量信号的次数的乘积。

由于气体通道是用于流通压缩空气的，所产生的压缩空气流量一方面是由潜水呼吸器使用者呼吸产生的，另一方面有可能是气瓶漏气产生的，因此，为了准确检测潜水呼吸器使用者的呼吸状态，需要准确判断哪些空气流量是由潜水呼吸器使用者呼吸产生的；若气体流量检测机构检测到短时间内产生了大量的压缩空气流量，正常人即使在呼吸加快的情况下也不能达到很大的压缩空气流量，则很有可能是气瓶漏气了；若气体流量检测机构检测到长时间内无压缩空气流量或者压缩空气流量很少，则很有可能潜水呼吸器使用者的呼吸出现了异常。因此，气体流量检测机构中检测时间和检测流量的设定很关键。本实施例中，所述第一设定时间为：1秒-5秒，包括1秒和5秒；所述设定流量为：500毫升-1500毫升，包括500毫升和1500毫升；所述第二设定时间为：60秒；在上述设定时间和设定流量内通过气体流量检测机构监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态效果较好，本实施例中通过气体流量检测机构和处理单元配合来监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态，其具体方法如下：

参考图2，处理单元包括：

存储单元，用于存储所述压缩空气的设定流量，设定流量为500毫升-1500毫升；

比较单元，气体流量检测机构用于检测1秒-5秒内所述压缩空气的流量，并将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给所述比较单元；比较单元接收所述压缩空气的流量信号，并将所述压缩空气的流量信号对应的流量值与所述设定流量比较并发送比较结果；

统计单元，用于接收所述比较结果，并根据所述比较结果统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数；当所述压缩空气的流量信号对应的流量值在500毫升-1500毫升内，所述统计单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在60秒间内，重复上述步骤，所述统计单元统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

为了便于潜水呼吸器使用者观测自身的呼吸状态，所述处理单元的输出端与显示屏连接，所述显示屏显示所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数，也可以显示潜水呼吸器使用者的呼吸频率(呼吸次数与第二设定时间的比值)，所述潜水呼吸器使用者佩带所述显示屏，就可以观测到自身的呼吸状态了。

此外，本实施例中的气体流量检测机构还可以和地面报警平台相连，当气体流量检测机构检测到第一设定时间内无压缩空气流量或者压缩空气流量很少，就会向地面报警平台发送报警信号，地面监测人员会及时采取急救措施。

需说明的是本实施例中的第一设定时间、第二设定时间及设定流量不做限制，可根据实际需求做相应的设定。

实施例二

参考图3，本实施例和实施例一中气体流量检测机构气体流量检测机构相同，不同之处在于，气体流量检测机构气体流量检测机构和地面监测平台通信连接，气体流量检测机构能够将检测到的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给地面监测平台，处理单元不与显示屏相连；通过地面监测平台监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态。

其中，地面监测平台也包括：

存储单元，用于存储所述压缩空气的设定流量，本实施例中设定流量为500毫升-1500毫升；

比较单元，气体流量检测机构用于检测第一设定时间内所述压缩空气的流量，本实施例中第一设定时间为1秒-5秒；并将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给所述比较单元；比较单元接收所述压缩空气的流量信号，并将所述压缩空气的流量信号对应的流量值与所述设定流量比较并发送比较结果；

统计单元，用于接收所述比较结果，并根据所述比较结果统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数；当所述压缩空气的流量信号对应的流量值在设定流量范围500毫升-1500毫升内，所述统计单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在第二设定时间内，本实施例为60秒，重复上述步骤，所述统计单元统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数，地面监测平台会显示所述呼吸次数，也可以显示呼吸频率(呼吸次数与第二设定时间的比值)。

地面监测平台会根据潜水呼吸器使用者的呼吸次数判断潜水呼吸器使用者的呼吸是否正常，一旦发现潜水呼吸器使用者的呼吸存在异常，及时采取急救措施；同时，地面监测平台也可以根据潜水呼吸器使用者的呼吸次数诊断潜水呼吸器使用者的身体状况，并采取相应措施。

实施例三

参考图4，本实施例和实施例一中气体流量检测机构、处理单元结构相同，处理单元统计潜水呼吸器使用者的呼吸次数的方法也相同，不同之处在于，处理单元和地面监测平台通信连接，处理单元直接将统计的呼吸次数发送给地面监测平台，通过地面监测平台监测潜水呼吸器使用者的呼吸状态。

本发明实施例还提供一种地面监测平台，地面监测平台和潜水呼吸器中的气体流量检测机构通信连接，用于接收潜水呼吸器中所述气体流量检测机构发生的流量信号，地面监测平台显示潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

本发明实施例还提供一种地面监测平台，地面监测平台和潜水呼吸器中的处理单元通信连接，地面监测平台显示潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

本发明实施例还提供一种潜水呼吸监测系统，包括上述所述的地面监测平台和潜水呼吸器，所述地面监测平台和所述潜水呼吸器中的气体流量检测机构通信连接，所述潜水呼吸监测系统监测所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

本发明实施例还提供一种潜水呼吸监测系统，包括上述所述的地面监测平台和潜水呼吸器，所述地面监测平台和所述潜水呼吸器中的处理单元通信连接，所述潜水呼吸监测系统监测所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种潜水呼吸器，其特征在于，包括：

气瓶；

与所述气瓶相连的气体通道；

在所述气体通道上设有高压减压阀和低压减压阀；

所述低压减压阀连接吸气咬嘴，所述气瓶通过所述吸气咬嘴能够向潜水呼吸器使用者提供设定压力的压缩空气；

还包括：

气体流量检测机构，所述气体流量检测机构设于所述高压减压阀和所述低压减压阀之间，所述气体流量检测机构用于检测第一设定时间内所述压缩空气的流量；

处理单元，所述处理单元与所述气体流量检测机构连接，所述气体流量检测机构能够将检测的压缩空气的流量所对应的流量信号发送给所述处理单元；

所述处理单元判定所述第一设定时间内所述压缩空气的流量是否在设定流量范围内；

若判定结果为肯定，则所述处理单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；

在第二设定时间内，重复上述步骤，并统计记录呼吸次数；

其中，所述第一设定时间为所述气体流量检测机构相邻两次发送流量信号的时间间隔，所述第二设定时间为所述第一设定时间与所述气体流量检测机构发送流量信号的次数的乘积；

所述处理单元的输出端与显示屏连接，所述显示屏显示所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数，所述显示屏用于供所述潜水呼吸器使用者佩带。

2.如权利要求1所述的潜水呼吸器，其特征在于，所述处理单元包括：

存储单元，用于存储所述压缩空气的设定流量；

比较单元，用于接收所述压缩空气的流量信号，并将所述压缩空气的流量信号对应的流量值与所述设定流量比较并发送比较结果；

统计单元，用于接收所述比较结果，并根据所述比较结果统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数；当所述压缩空气的流量信号对应的流量值在设定流量范围内，所述统计单元标记所述潜水呼吸器使用者呼吸一次，否则，不计数；在所述第二设定时间内，重复上述步骤，所述统计单元统计所述潜水呼吸器使用者的呼吸次数。

3.如权利要求1所述的潜水呼吸器，其特征在于，所述第一设定时间为：1秒-5秒；所述设定流量为：500毫升-1500毫升；所述第二设定时间为：60秒。

4.如权利要求1所述的潜水呼吸器，其特征在于，所述处理单元为单片机。

5.如权利要求1所述的潜水呼吸器，其特征在于，所述处理单元与所述气体流量检测机构电连接或通信连接。

6.如权利要求1所述的潜水呼吸器，其特征在于，所述气体流量检测机构为流量传感器。