CN112546475A - 一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，它包括头盔、护目镜、防护面具和制气装置，头盔上设有应急灯和扬声器，护目镜和防护面具连接到头盔前侧，制气装置连接到防护面具前端下方。本发明的系统结构简单，易操作，且能够现场有毒有害物质浓度，推断起火位置，主动进行灭火，人员定位，逃生路线规划。

Description

一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备

技术领域

本发明涉及一种建筑火灾辅助逃生系统，尤其涉及一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，属于建筑消防设备技术领域。

背景技术

随着我国国民经济的增长和科技水平的迅速发展，各种高层建筑鳞次栉比。高层建筑结构复杂，人员密集，对楼内人员流动与分布信息缺乏有效监测和引导手段，特别是发生火灾时，现场电磁、声光、通讯环境异常复杂，常规的技术手段难以满足对高层楼内受困人员和消防救援人员的定位和疏散需求。因此，火灾发生时如何确定火场内部的人员定位和对受困人员的安全疏散是目前消防灭火救援最为关心、也是最难解决的问题。

当前,主要的火灾图像中受困人员定位方法主要有基于远程图像传输的GPS监控系统的火灾中受困人员定位系统、基于模糊控制的火灾中受困人员定位系统和基于FPGA的火灾图像中受困人员定位系统。其中,最常用的是基于远程图像传输的GPS监控系统的火灾中受困人员定位系统。利用传统的火灾图像中受困人员定位系统进行人员定位时,视频采集设备采集到的人员图像受到火灾烟雾的干扰程度及受困人员惊慌走动程度及受困人员惊慌走动较大,造成人员识别准确性降低,导致定位效果较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，通过该发明提供人员逃生路线规划，救援人员对被困者定位及火灾发展情况。为人员在火灾现场提供快捷逃生路线，为后期救援人员了解建筑内部人员位置及火灾现场情况，解决了上述存在的问题。

本发明的技术方案为：一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，它包括头盔、护目镜、防护面具和制气装置，头盔上设有应急灯和扬声器，护目镜和防护面具连接到头盔前侧，制气装置连接到防护面具前端下方。

所述头盔的两侧还设有仪表检测装置，仪表检测装置包括有O2浓度传感器、CO2浓度传感器、NO2浓度传感器、速度传感器、SO2浓度传感器、CO浓度传感器、温度传感器、烟雾传感器、数据传送天线和数据接受天线，在头盔后侧设有加速度传感器和控制芯片，所述O2浓度传感器、CO2浓度传感器、NO2浓度传感器、速度传感器、SO2浓度传感器、CO浓度传感器、温度传感器、加速度传感器和烟雾传感器均为具有数据远传功能的仪表，O2浓度传感器、CO2浓度传感器、NO2浓度传感器、速度传感器、SO2浓度传感器、CO浓度传感器、温度传感器和烟雾传感器、加速度传感器、数据传送天线、数据接受天线与控制芯片电连接。

所述护目镜的中间设有摄像头，侧边设有一块激光投影屏，护目镜单边固定到头盔上，另外一边采用活动卡扣，可松紧带调节长短。

所述防护面具上集成有防烟滤芯、转换器和三通阀门，防护面具单边固定到头盔上，另外一边采用活动卡扣，采用松紧带调节，三通阀门通过转换器(9)连接到防护面具上，制气装置连接到三通阀门底端，三通阀门的旁边设有烟雾浓度传感器。

所述头盔上还设有电池盒，电池盒上设有按键、公接头、母接头和指示灯，电池盒通过公接头和母接头与头盔电连接，电池盒为仪表检测装置提供电源。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，采用本发明的技术方案，本发明的系统结构简单，易操作，且能够现场有毒有害物质浓度，推断起火位置，主动进行灭火，人员定位，逃生路线规划。本发明的喷头装置实现重复利用，并采主/被动启动，并通过传感器实现每个喷头的启动与关闭，启动方式，取得了很好的使用效果。

附图说明

图1为本发明的人员防护设备结构示意图一；

图2为本发明的人员防护设备结构示意图二；

图3为本发明的制气装置连接结构示意图；

图4为本发明的控制原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：如附图1～4所示，一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，它包括头盔1、护目镜5、防护面具7和制气装置43，头盔1上设有应急灯2和扬声器3，护目镜5和防护面具7连接到头盔1前侧，制气装置43连接到防护面具7前端下方。

进一步的，头盔1的两侧还设有仪表检测装置，仪表检测装置包括有4OXV M12-O2浓度传感器13、SGP40 TVOC/e-CO2浓度传感器14、NO2-A1浓度传感器15、速度传感器16、2SH12-SO2浓度传感器17、MQ-7-CO浓度传感器18、DS18B20型温度传感器19、NAP-07型离子烟雾传感器20、数据传送天线12和数据接受天线21，在头盔1后侧设有加速度传感器59和控制芯片60，所述O2浓度传感器13、CO2浓度传感器14、NO2浓度传感器15、速度传感器16、SO2浓度传感器17、CO浓度传感器18、温度传感器19、加速度传感器59和烟雾传感器20均为具有数据远传功能的仪表，O2浓度传感器13、CO2浓度传感器14、NO2浓度传感器15、速度传感器16、SO2浓度传感器17、CO浓度传感器18、温度传感器19和烟雾传感器20、MPU6050加速度传感器59、数据传送天线12、数据接受天线21与控制芯片60电连接。

进一步的，护目镜5的中间设有ov7670摄像头4，侧边设有一块Google GlassEnterprise激光投影屏6，护目镜5单边固定到头盔1上，另外一边采用活动卡扣，可松紧带调节长短。

进一步的，防护面具7上集成有防烟滤芯8、转换器9和三通阀门45，防护面具7单边固定到头盔1上，另外一边采用活动卡扣，采用松紧带调节，三通阀门45通过转换器9连接到防护面具7上，制气装置43连接到三通阀门45底端，三通阀门45的旁边设有烟雾浓度传感器10。

进一步的，头盔采用耐撞击材料制成，防止头顶物体掉落造成的伤害。头盔采用两套数据接收\传输天线。头盔顶部天线与建筑整体网络连接，救援人员手持设备共联一个网络，通过头盔扬声器与护目镜摄像头进行远程救援；头盔两侧采用一套天线，将人员运动过程环境有害物质数据传输到信息传输装置，接收信息传送装置传递过来的前方地图和逃生路线指示。

进一步的，制气装置采用化学试剂制造氧气，并采用旋钮控制反应速度。

进一步的，头盔1上还设有电池盒42，电池盒42上设有按键38、公接头39、母接头40和指示灯41，电池盒42通过公接头39和母接头40与头盔1电连接，电池盒42为仪表检测装置提供电源。

进一步的，激光投影屏可进行上下小范围调动，内部显示信息传输装置提供的逃生路线（即方位箭头），在防烟滤芯失效或方位出现偏离显示提示信息即光线预警。

进一步的，防护面具采用两套烟雾浓度传感器，即外部传感器集成装置测量外部烟雾浓度，内部阀门处烟雾传感器监测进入人体呼吸道烟雾浓度。内部传感器超过阈值将报警信号传送到护目镜上的激光显示屏与头盔的扬声器。

进一步的，三通阀门为防护面具，滤芯和制气装置连接装置。阀门连接处集成一个烟雾浓度传感器，阀门单向导通，即采用滤芯，连接制气装置关闭，反之亦然。

进一步的，头盔1上还设有电池盒42，电池盒42上设有按键38、公接头39、母接头40和指示灯41，电池盒42通过公接头39和母接头40与头盔1电连接，电池盒42为仪表检测装置提供电源。

进一步的，电池盒42包含快接头，电量指示灯，按键。电源正常状态为断路，头盔快接头连接电源组成正常回路。电源上按键用于信息确认与拒绝及外界辅助救援使用。

进一步的，中控设备用于整栋楼数据整合，中控设备整合建筑内部传感器和人员防护装置产生的数据，将整合数据实时与BIM结合生成建筑火灾实时监控云图，人员定位图；中控设备通过整合数据判断起火位置，通过后台数据处理避开危险位置，规划最优路线分流撤离，并将信息发生到信息传输装置辅助楼层内部人员疏散到安全位置；中控设备采用互联网手段实时传送数据给救援人员设备。救援人员可通过后台与被困人员交流，辅助逃生。

一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备的使用方法，所述方法步骤为：一、火灾发生时按要求戴好个人防护装备，先戴好头盔1并固定好防护面具7和护目镜5，调整好激光投影屏6，配戴好电源42及制气装置43，接通电池盒42；二、根据路线指示进行撤离；三、逃生出现指示路线有误，进行回撤时通过电池盒42上的按键38回复信息传输装置发询问信息，并按新路线撤离；四、出现紧急情况通过电池盒42上的按键38与外界进行联系；五、当防烟滤芯8失效报警启动后按要求连接制气装置43；六、信息传输装置收到建筑固定传感器和个人防护装置的数据信息，自动判断是否要启动防排烟设备，并结合GPS和自身传感器进行精确定位，将现场数据汇总到中控，结合BIM模型生成火灾现场有毒有害气体、温度、烟雾实时云图，人员定位图；七、中控装置收集信息并于BIM结合，为救援人员提供现场信息；八、救援与灭火结束，管理员通过中控下达灭火系统及防排烟设备关闭指令；九、通过分析灭火系统喷头启动时间与位置，建筑固定传感器数据一同判定起火源大概位置。

进一步的，人员防护设备包括头盔1，头盔1用于套设在使用者的头部，头盔采用耐火，坚固性材料制成。头盔上部有LED灯2，用于照明。

进一步的，人员防护设备包括护目镜5，护目镜5单边固定在头盔1上，另外一边采用活动卡扣，松紧带调节。护目镜5包含一个摄像头4和一个激光屏6。通过摄像头4实时拍摄现场状况，再将现场的数据上传到信息传输装置，经中央控制器处理后，再把最佳逃生路线发送回来，显示在激光屏6上。激光投影屏6可进行上下小范围的调动，内部显示信息传输装置提供的逃生路线（方向箭头）。

进一步的，人员防护设备包括防护面具7，采用耐潮，耐火制成。防护面具7集成防烟滤芯8和三通阀门9。防护面具7单边固定在头盔1上，另外一边采用活动卡扣，松紧带调节。

进一步的，三通阀门9为防护面具，滤芯8和制气装置的连接装置。三通阀门9连接处集成一个烟雾浓度传感器，阀门单向导通。

进一步的，信息传输装置是人员逃生过程中发送引导信息、收集定位人员防护装置数据，及控制没火装置工作的重要装置。信息传输装置包含数据传送接受天线（与头盔传感器集成装置交互），应急通道物理指示面板数据处理及传送处理器，内部应急电源。

进一步的，信息传输装置通过速度传感器16，加速度传感器辅助头盔上的GPS定位装置，实现精确定位，信息传输装置接收到人员防护装置发出的信号后，读取人员防护装置编号，记录人员所在位置，将数据传送到中控设备。

进一步的，信息传输装置检测到人员存在回撤现象将询问是否预定路线存在堵塞，将回传数据发送值中孔对路线进行实时更新。

本发明的系统结构简单，易操作，且能够现场有毒有害物质浓度，推断起火位置，主动进行灭火，人员定位，逃生路线规划。本发明的喷头装置实现重复利用，并采主/被动启动，并通过传感器实现每个喷头的启动与关闭，启动方式，取得了很好的使用效果。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，其特征在于：它包括头盔（1）、护目镜（5）、防护面具（7）和制气装置（43），头盔（1）上设有应急灯（2）和扬声器（3），护目镜（5）和防护面具（7）连接到头盔（1）前侧，制气装置（43）连接到防护面具（7）前端下方。

2.根据权利要求1所述的用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，其特征在于：所述头盔（1）的两侧还设有仪表检测装置，仪表检测装置包括有O2浓度传感器(13)、CO2浓度传感器(14)、NO2浓度传感器(15)、速度传感器(16)、SO2浓度传感器(17)、CO浓度传感器(18)、温度传感器(19)、烟雾传感器(20)、数据传送天线(12)和数据接受天线(21)，在头盔（1）后侧设有加速度传感器（59）和控制芯片（60），所述O2浓度传感器(13)、CO2浓度传感器(14)、NO2浓度传感器(15)、速度传感器(16)、SO2浓度传感器(17)、CO浓度传感器(18)、温度传感器(19)、加速度传感器（59）和烟雾传感器(20)均为具有数据远传功能的仪表，O2浓度传感器(13)、CO2浓度传感器(14)、NO2浓度传感器(15)、速度传感器(16)、SO2浓度传感器(17)、CO浓度传感器(18)、温度传感器(19)和烟雾传感器(20)、加速度传感器（59）、数据传送天线(12)、数据接受天线(21)与控制芯片（60）电连接。

3.根据权利要求1所述的用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，其特征在于：所述护目镜（5）的中间设有摄像头（4），侧边设有一块激光投影屏（6），护目镜（5）单边固定到头盔（1）上，另外一边采用活动卡扣，可松紧带调节长短。

4.根据权利要求1所述的用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，其特征在于：所述防护面具（7）上集成有防烟滤芯（8）、转换器（9）和三通阀门（45），防护面具（7）单边固定到头盔（1）上，另外一边采用活动卡扣，采用松紧带调节，三通阀门（45）通过转换器(9)连接到防护面具（7）上，制气装置（43）连接到三通阀门（45）底端，三通阀门（45）的旁边设有烟雾浓度传感器（10）。

5.根据权利要求1所述的用于火灾辅助逃生救援的人员防护设备，其特征在于：所述头盔（1）上还设有电池盒（42），电池盒（42）上设有按键（38）、公接头（39）、母接头（40）和指示灯（41），电池盒（42）通过公接头（39）和母接头（40）与头盔（1）电连接，电池盒（42）为仪表检测装置提供电源。

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