CN111330183A - 一种空气呼吸器面罩平视显示装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气呼吸器面罩技术领域，具体来说是一种空气呼吸器面罩平视显示装置，包括面罩，其特征在于包括一显示装置，所述显示装置中部设有固定夹，显示装置左右两侧设有电池仓和限位支架，限位支架和固定架将显示装置安装于面罩内前方下部，显示装置顶部设有显示屏，显示装置内部还设有视频采集单元、光学模组、成像模块、气体检测模块、传感器单元、无线蓝牙模块、射频模块、无线WIFI模块、4G模块和供电管理电路；可以通过信号采集装置对周边环境的气体压力、有毒有害气体和温度进行检测，同时通过蓝牙或WIFI将信息转化为电信号传输到显示装置，区别于传统空气呼吸器面罩需要在各个位置查看对应参数，更加方便安全。

Description

一种空气呼吸器面罩平视显示装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及空气呼吸器面罩技术领域，具体来说是一种空气呼吸器面罩平视显示装置及其使用方法。

背景技术

目前，随着科技进步，救援人员配备空气呼吸器的功能也越来越多，电子报警器及压力显示、呼救器、通讯、气体检测仪、心率手环、红外热像仪等等。救援人员在抢险救援时需随时观察随身装备的气压值、电池电量、气体浓度、环境温度、人员定位等信息，而这些信息又分别在不同功能单元上显示，分散了佩戴人员的注意力，特别是在穿重型防化服时，根本无法观察自身携带装备使用状态和所处环境的情况，严重影响救援人员自身的生命安全。

基于此，期望获得一种将上述各种信息参数可以集中在面罩内显示装置，该装置安装于面罩的内部，不需要转头或低头，也无需手动任何操作即可对所配戴的空气呼吸器进行储气压力、电池电量、环境温度、毒气种类与浓度、自身心率及所处方位、预警及报警信号等实时监测显示，所有的监控信息都可以在面罩内显示一目了然，解放双手，使救援人员能全身心投入抢险救援工作。同时显示装置所显示的信息还可通过4G网络传到现场救援指挥中心，指挥中心也可以时刻了解和掌握灾害环境状况，救援人员的生命体征及呼吸器的使用情况，及时发出撤离或呼救指令，提升救援效率，保证救援人员自身的安全。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种通过外部信息采集装置采集信息后，传输到内部显示装置的空气呼吸器面罩平视显示装置。

为了实现上述目的，设计一种空气呼吸器面罩平视显示装置，包括面罩，其特征在于包括一显示装置，所述显示装置中部设有固定夹，显示装置左右两侧设有电池仓和限位支架，限位支架和固定架将显示装置安装于面罩内前方下部，显示装置顶部设有显示屏，显示装置内部还设有视频采集单元、光学模组、成像模块、气体检测模块、传感器单元、无线蓝牙模块、射频模块、无线WIFI模块、4G模块和供电管理电路；一信号采集装置，所述信号采集装置内部包括视频采集单元、光电模组、气体检测模块、传感器单元、无线蓝牙模块、无线WIFI模块和供电管理电路，信号采集装置通过WIFI或蓝牙与显示装置进行数据传输，信号采集装置一侧设有固定安装座，固定安装座与面罩外部一侧固定连接。

还包括气体供应装置，气体供应装置内部设有气瓶，气瓶上设有两根高压管，一根高压管连接报警哨，一根高压管连接气管。

面罩前部设有供气阀，供气阀通过气管连接高压管。

气体供应装置底部设有压力变送器，气体供应装置背部设有背架。

信号采集装置顶部设有电源按键和模式键，信号采集装置前端设有摄像头视窗。

空气呼吸器面罩平视显示装置的使用方法步骤如下：

A.长按信号采集装置电源按键开机，开机后自动激活显示装置；

B.显示装置初始显示为监控模式，监控模式时同时对气压、剩余呼吸时间、相对高度、环境温度、电池电量、毒气和心率进行监控，当其中任意一项超过设定值即触发报警；

C.长按信号采集装置的模式键，在监控模式、红外热成像模式、毒气检测模式和搜救模式之间切换；

C-1.红外热成像模式时对环境温度、电池电量和信号强弱进行监测，当环境温度超过限定的值即触发报警；

C-2.毒气检测模式时对环境中有毒有害气体的浓度、电池电量和信号强弱进行检测，当环境中有毒有害气体的浓度超过限定的值即触发报警；

C-3.搜救模式分为主动搜救和被动搜救，主动搜救时显示队友的方向、距离信号强弱、高度和优先级，被动搜救时会显示队友发出的求救信号；

D.将监控模式、红外热成像模式、毒气检测模式和搜救模式下的信息通过无线方式传输到后台指挥平台。

本发明同现有技术相比，其优点在于：

1.可以通过信号采集装置对周边环境的气体压力、有毒有害气体和温度进行检测，同时通过蓝牙或WIFI将信息转化为电信号传输到显示装置，区别于传统空气呼吸器面罩需要在各个位置查看对应参数，更加方便安全；

2.具有队友搜救功能和报警功能，能够将队友的具体位置显示在显示装置的显示屏上；

3.可以通过网络将所有在显示装置上显示的信息传输到后场指挥中心，实现远程监控、发送撤离指令、数据存储等功能。

附图说明

图1是本发明工作原理流程图；

图2是本发明整体结构示意图；

图3是本发明信号采集装置结构示意图；

图4是本发明显示装置结构示意图；

图中：1.电源按键 2.模式键 3.摄像头视窗 4.电源指示灯 5.毒气传感器 6.气管 8.爆闪灯 9.固定安装座 10.电池仓盖板 10.呼救报警键 11.显示屏 12.管线传感器 13.电池仓 14.限位支架 15.固定架 16.面罩 17.供气阀 18.气瓶 19.背架 20.高压管 21.报警哨 22.压力变送器 23.显示装置 24.信号采集装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：参见图1，工作原理如下：

信号采集装置通过螺丝紧固与面罩面框结合在一起；显示装置通过支架与卡扣安装于面罩内前方下部。

红外热成像显示：系统启动后，外部设备开始工作，显示装置中的光学模块采集红外线光谱，将光信号转换成电信号，经过WIFI信号传输给面罩内显示装置，最终在显示屏上呈现图像（红外热成像），图像可实时捕捉图像中最高的温度值，以及时发现潜在的危险火源。

毒气检测与报警：显示装置中的气体检测模块将有毒、有害气体转换为电信号经过蓝牙信号传输给面罩内HUD，如有毒有害气体超标，会有报警信息提示最终在显示屏上呈现；当有毒气超过设定值时图标会闪烁，同时显示毒气气体的浓度。

气瓶压力值显示及报警：将气瓶的压力值以蓝牙的方式传送到面罩内显示装置，以数字的方式实时显示，单位是：Mpa。其中气瓶压值的监控范围在0-30Mpa, 也可根据消防员的呼吸量智能转换为剩余使用分钟数，效果更直观。压力值划分为高、低、报警三个阶段：气压值高时在屏幕上压力值显示为绿灯（压力值在10~30Mpa）；气压值低时在屏幕上压力值显示为黄色（压力值在6~10Mpa）；报警时在屏幕上压力值显示为闪烁的红色并产生振动，用来提配消防员气压不足及时撤离现场（压力值在1~6Mpa）。

队友搜救功能：显示装置中的射频模块主要功能是用来测量距离，目的是用来寻找队友。此模块需2台（包含）以上设备使用。当一台设备发出求救报警信号时，报警信号通过射频模块输出，当另一台设备接收到射频模块的信号时，就将此求救报警信号接收并转换为电信号经过蓝牙传输给面罩内显示装置，屏幕会自动跳转为求救界面，界面上会显示出你与求救队友相对距离与方位，求救人员的位置信息会以高亮的红色图标闪烁提示，根据方位搜救队友，同时也可显示有几个人正在搜救，如果拒绝搜救也可取消，即可恢复正常的监控界面。

消防面罩信号采集装置集成多种传感器，将温度、大气压值、光敏信号转换为电信号经过蓝牙信号传输给面罩内显示装置，最终在显示屏上呈现为温度值、高度值，自动亮动调节功能。其中温度可设定报警上、下限值；高度值可以显示消防员所在楼层的高度；光敏传感器可根据周围环境的明暗不同进行自动亮度凋节，防止产生视觉疲劳。

同时可接收心率手环的蓝牙信号显示在显示装置的显示屏上，当心率异常时图标会闪烁提示。

以上所有的显示信息、监控数据都可以通过无线的方式传输到后场指挥中心，实现远程监控、发送撤离指令、数据存储等功能。

实施例二，参见图3

信号采集装置外部结构如下：顶部设有电源按键和模式键，电源按键用于开关电源，模式键用于切换模式，装置前部设有摄像头视窗，用于观测前方事物，摄像头视窗下部设有电源指示灯，电源指示灯用于提示电源是否开启，电源指示灯下部设有毒气传感器，用于检测有毒有害气体，装置前部的下方设有爆闪灯，用于警报警示作用，装置底部设有电池仓盖，打开电池仓盖可以放入电池，装置的侧面设有呼救报警键，用于一键报警。

实施例三：参见图2-图4，具体工作步骤如下：

1.长按信号采集装置“电源按键”3秒开机，电源指示灯点亮，开机后自动激活显示装置, 等待系统运行10秒后进入显示桌面。

2.开机后默认的显示界为监控模式，可同进监控空呼的压力值、剩余呼吸时间、相对高度、环境温度、电池电量、心率、毒气、跌倒报警。当其中有一项监控内容超过设定值即可触发报警，报警时图像会放大提示，同时屏幕点以1次/秒的闪烁频率提示报警点，直到报警解除。

3.长按限号采集装置“模式键”1秒以上，可在监控模式、红外热成像模式、毒气检测模式、搜救模式之间切换。

3-1红外热成像模式：

长按信号采集装置“模式键”1秒以上切换红外热成像模式，在此状态下可以实时监控环境现场的温度（显高最高温度值）、电池电量、信号强度信息，短按“电源键”可开启视频录像，再次短按“电源键”可取消。当检测到环境温度值超过上限会立即报警，屏幕点以1次/秒的闪烁频率提示报警点。

3-2毒气检测模式：

长按信号采集装置“模式键”1秒以上切换毒气检测模式，在此状态下可实时监控环境现场的有毒有害气体浓度、电池电量、信号强度。当气体浓度超过上限值时会触发报警，屏幕点以1次/秒的闪烁频率提示报警点。（毒气传感器可根据需要更换）

3-3搜救模式：

此模式分为主要搜救和被动搜救。主动搜救可以查找、搜寻被困的队友。如不在搜救模式下，当收到队员的求救信息时屏幕跳出“SOS”求救信息，可显示被困人员的编号、报警事项、如果同意搜救可短按“SOS键”，如不同意可短按：“电源键”。在搜救模式下可显示：队友的方向、距离、信号强度、报警事项、高度值、搜救人员、优先级。

4.后场监控指挥平台：

所述的监控模式、红外热成像模式、毒气检测模式、搜救模式功能信息都可以无线（4G）方式传送以后场指挥平台，对消防员的气瓶压力、剩余使用时间、环境温度、相对高度、气体浓度、心率、电池电量、战斗时间、人员定位、 作模式、SOS报警、跌倒报警实时监控。也可对前线人员下答个人、小组、全体撤离指令，对人员的监控数据可进行存储与查看。

Claims (6)

1.一种空气呼吸器面罩平视显示装置，包括面罩，其特征在于包括

一显示装置，所述显示装置中部设有固定夹，显示装置左右两侧设有电池仓和限位支架，限位支架和固定架将显示装置安装于面罩内前方下部，显示装置顶部设有显示屏，显示装置内部还设有视频采集单元、光学模组、成像模块、气体检测模块、传感器单元、无线蓝牙模块、射频模块、无线WIFI模块、4G模块和供电管理电路；

一信号采集装置，所述信号采集装置内部包括视频采集单元、光电模组、气体检测模块、传感器单元、无线蓝牙模块、无线WIFI模块和供电管理电路，信号采集装置通过WIFI或蓝牙与显示装置进行数据传输，信号采集装置一侧设有固定安装座，固定安装座与面罩外部一侧固定连接。

2.如权利要求1所述的一种空气呼吸器面罩平视显示装置，其特征在于：还包括气体供应装置，气体供应装置内部设有气瓶，气瓶上设有两根高压管，一根高压管连接报警哨，一根高压管连接气管。

3.如权利要求1所述的一种空气呼吸器面罩平视显示装置，其特征在于：所述的面罩前部设有供气阀，供气阀通过气管连接高压管。

4.如权利要求2所述的一种空气呼吸器面罩平视显示装置，其特征在于：所述的气体供应装置底部设有压力变送器，气体供应装置背部设有背架。

5.如权利要求1所述的一种空气呼吸器面罩平视显示装置，其特征在于：所述信号采集装置顶部设有电源按键和模式键，信号采集装置前端设有摄像头视窗。

6.一种空气呼吸面罩平视显示装置的使用方法，其特征在于：方法步骤如下

A.长按信号采集装置电源按键开机，开机后自动激活显示装置；

B.显示装置初始显示为监控模式，监控模式时同时对气压、剩余呼吸时间、相对高度、环境温度、电池电量、毒气和心率进行监控，当其中任意一项超过设定值即触发报警；

C.长按信号采集装置的模式键，在监控模式、红外热成像模式、毒气检测模式和搜救模式之间切换；

C-1.红外热成像模式时对环境温度、电池电量和信号强弱进行监测，当环境温度超过限定的值即触发报警；

C-2.毒气检测模式时对环境中有毒有害气体的浓度、电池电量和信号强弱进行检测，当环境中有毒有害气体的浓度超过限定的值即触发报警；

C-3.搜救模式分为主动搜救和被动搜救，主动搜救时显示队友的方向、距离信号强弱、高度和优先级，被动搜救时会显示队友发出的求救信号；

D.将监控模式、红外热成像模式、毒气检测模式和搜救模式下的信息通过无线方式传输到后台指挥平台。

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