CN113313921B - 安全带检测预警方法、系统及安全带 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种安全带检测预警方法、系统及安全带，预警方法包括以下步骤：当安全带佩戴完成后，获取安全带吊环位置和安全带挂钩位置的实时高度数据以及安全带悬挂物的导热实时数据；当安全带吊环位置的高度小于安全带挂钩位置的高度，且差异大于预设阈值时，进行安全带低挂高用的预警；根据安全带悬挂物的导热实时数据与绝缘子瓷瓶的预设导热数据进行对比，当两者数据一致或者差异在预设范围内时，进行安全带挂瓷瓶的预警；实现了低挂高用和挂瓷瓶实时预警，减少了安全事故的发生，避免了安全带对绝缘子瓷瓶的损伤。

Description

安全带检测预警方法、系统及安全带

技术领域

本公开涉及电气自动化技术领域，特别涉及一种安全带检测预警方法、系统及安全带。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

安全带是电力生产、施工中常用的一种安全工器具。传统的安全带由带子、绳子和金属配件组成。传统安全带存在以下问题：在使用中存在安全带卡扣不扣的情况；在使用中存在安全带低挂高用的情况；在使用中存在安全带挂在瓷瓶上的情况。

本公开发明人发现，有技术人员对安全带进行了改进以实现低挂高进的检测，但是改进后的智能安全带低挂高用检测技术采用至少三个高度计(气压传感器)，其中一个需要放在地面位置用于登高检测，用于登高检测的单元与安全带是分离的，携带不便，另一方面增加产品成本；在电力施工高处作业时，施工人员如果将安全带系挂在隔离开关、互感器等设备的支柱瓷瓶上，安全带的金属挂钩与支柱瓷瓶碰撞会使瓷瓶产生裂痕，从而降低瓷瓶的隔离保护作用，而现有的智能安全带均不具备安全带挂瓷瓶检测功能。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种安全带检测预警方法、系统及安全带，能够实现实时的低挂高用和挂瓷瓶预警，有效的减少了安全事故的发生，避免了安全带对绝缘子瓷瓶的损伤。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种安全带检测预警方法。

一种安全带检测预警方法，包括以下步骤：

当安全带佩戴完成后，获取安全带吊环位置和安全带挂钩位置的实时高度数据以及安全带悬挂物的导热实时数据；

当安全带吊环位置的高度大于安全带挂钩位置的高度，且差异大于预设阈值时，进行安全带低挂高用的预警；

根据安全带悬挂物的导热实时数据与绝缘子瓷瓶的预设导热数据进行对比，当两者数据一致或者差异在预设范围内时，进行安全带挂瓷瓶的预警。

作为可能的一些实现方式，根据安全带的姿态检测数据、红外检测数据和卡合检测数据，判断安全带是否佩戴完成。

作为可能的一些实现方式，根据安全带挂钩位置的移动侦测结果，判断是否启用高度检测和导热数据检测。

本公开第二方面提供了一种安全带检测预警系统。

一种安全带检测预警系统，包括安全带本体、检测主模块和检测从模块，检测主模块设置在安全带本体的吊环位置，检测从模块设置在安全带本体的挂钩位置；

检测主模块和检测从模块通信连接，检测主模块包括至少一个第一气压检测元件，检测从模块均包括至少一个第二气压检测元件，检测主模块根据接收到的第一气压检测元件和第二气压检测元件的检测数据进行安全带低挂高用的预警。

作为可能的一些实现方式，检测主模块还包括姿态测量单元和红外检测单元，根据姿态测量单元和红外检测单元的检测结果判断安全带是否佩戴，当安全带佩戴预设时间后，进行低挂高用的检测预警。

作为可能的一些实现方式，检测主模块还包括卡扣检测单元，被配置为检测卡扣是否扣合到卡槽内。

作为可能的一些实现方式，检测从模块还包括移动侦测单元，被配置为检测安全带本体是否移动，若安全带本体正在移动则唤醒检测从模块的处理器开始连接检测主模块，并开始获取检测从模块的检测数据。

作为可能的一些实现方式，检测从模块还包括热电偶测温单元，被配置为测量接触物体的热导率，检测主模块根据检测到的热导率判断安全带是否挂在瓷瓶上，并进行挂瓷瓶的实时预警。

作为进一步的限定，热电偶测温单元包括接触贴合的热电偶和热敏电阻，热电偶的测量端被配置为与安全带本体的悬挂物接触。

本公开第三方面提供了一种安全带，包括本公开第一方面所述的安全带检测预警系统。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开创新性的提出了一种安全带检测预警方法，实现了低挂高用和挂瓷瓶实时预警，减少了安全事故的发生，避免了安全带对绝缘子瓷瓶的损伤。

2、本公开创新性的提出了一种安全带检测预警系统或安全带，具备穿戴检测功能，通过姿态测量单元中的加速度传感器进行姿态判断，并用红外检测单元进行辅助判断，只有当穿戴检测单元判断为穿戴后，卡扣检测、低挂高用检测、安全带挂瓷瓶检测开始启动检测工作。

3、本公开创新性的提出了一种安全带检测预警方法、系统或安全带，具备安全带卡扣未扣检测报警功能，可以检测所有安全带卡扣是否全部扣上，防止在使用中因卡扣未扣造成安全带对人体保护功能降低或失效。

4、本公开创新性的提出了一种安全带检测预警方法、系统或安全带，具备安全带低挂高用检测报警功能，防止从高处低落时因为挂接点比工作时吊环的位置低造成对工作人员的伤害。

5、本公开创新性的提出了一种安全带检测预警系统或安全带，本智能安全带的检测主模块与检测从模块可安装、可拆卸，方便存量安全带的改造升级。

6、本公开创新性的提出了一种安全带检测预警系统或安全带，通过对绝缘子瓷瓶被动的检测，提高了安全带对使用人员的保护能力，同时避免了安全带对瓷瓶等电力设备的损害。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1提供的安全带检测预警系统的结构示意图。

图2为本公开实施例1提供的主检测模块和从检测模块的位置示意图。

图3为本公开实施例1提供的安全带挂瓷瓶检测原理示意图。

图4为本公开实施例1提供的热电偶采样电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1和图2所示，本公开实施例1提供了一种安全带检测预警系统，包括检测主模块和检测从模块，主模块与从模块之间通过低功耗蓝牙模块通信，检测主模块位于安全带吊环处，检测从模块位于安全带的安全钩处。

检测主模块包括：供电单元、低功耗MCU、蓝牙通信单元、红外检测单元、姿态测量单元、卡扣检测单元和高分辨率气压传感器单元。

其中，供电单元由4.2V锂电池及其电路组成，用于给系统和检测单元供电；

低功耗MCU用于数据计算、处理及逻辑判断等；

声音报警单元用于当检测到卡扣未扣，低挂高用、挂瓷瓶等违章时发出语音报警，提醒操作人员按规定穿戴和使用安全带；

蓝牙通信模块用于检测主模块和检测从模块之间数据通信。红外检测单元用于辅助姿态测量单元进行佩戴检测。

姿态测量单元通过三轴加速度传感器的姿态及人体红外传感器的输出判断是否穿戴安全带，当检测到穿戴安全带并经过一定延时后，卡扣检测、低挂高用检测和挂瓷瓶检测开始起作用。

卡扣检测模块用于对安全带的各个卡扣是否扣上进行检测；

高精度气压传感器单元用于测量安全带吊环高度数据；

检测从模块由供电单元、蓝牙通信单元、低功耗MCU高分辨率气压传感器单元、热电偶测温单元和移动侦测单元组成。

其中，供电单元由4.2V锂电池及其电路组成，用于给系统和检测单元供电；

蓝牙通信单元用于与检测主模块通信，把高分辨率气压传感器单元的高度值和热电偶测温单元的数据通过蓝牙发送给检测主模块；

低功耗MCU用于数据计算、处理；

高分辨率气压传感器单元用于采集安全钩处的高度数据；

热电偶测温单元由热电偶检测电路组成，用于测量与探针接触物体的热导率；

移动侦测单元通过三轴加速度传感器检测安全带是否移动，若安全带正在移动则唤醒低功耗MCU开始连接检测主模块，并开始检测高分辨率气压传感器单元和热电偶测温单元数据。

安全带低挂高用检测预警方法为：检测主模块通过对比位于安全带吊环处的高精度气压传感器单元和位于安全钩处的高精度气压传感器单元的数据判断安全带是否存在安全带低挂高用情况；

若安全带吊环处的高度数值比安全钩处的高度数值小，说明不存在低挂高用情况。若安全带吊环处的高度数值比安全钩处的高度数值大，说明存在低挂高用情况。

如图3所示，安全带挂瓷瓶检测预警方法为：探针是导热性能良好的紫铜材料和另一种金属组成的热电偶，探针内部紫铜材料作为测量端，另一种金属材料作为冷端；

将热电偶与一通电后温度为50摄氏度的正温度系数热敏电阻PTC制作在一起，通电后PTC发热并加热探针，并使探针温度保持恒定；

探针因为温度恒定所以两端电动势固定不变。当探针与绝缘子瓷瓶接触时，探针测量端热量流失，温度降低，从而导致探针两端电动势发生改变，这个微小的电信号经过前级信号调理电路放大后送入信号采集处理芯片，经过数据处理与计算得到绝缘子串的导热性数据；

通过对比采集到的热导数据与存在系统中的绝缘子瓷瓶的热导数据对比，判断接触材质是否为瓷瓶。

具体的热电偶采样电路如图4所示，图中R1、R2两个电阻与C2电容构成截止频率为250Hz左右的差分滤波器，两个0.01uF电容构成一个截止频率为23KHz的工模滤波器。该差分放大电路的放大倍数为：(R3+R4)/R1＝1540，该热电偶输出电压差在0mV至2mV之间，AD采集电压在0V至3V。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种安全带检测预警方法，包括以下步骤：

当安全带佩戴完成后，获取安全带吊环位置和安全带挂钩位置的实时高度数据以及安全带悬挂物的导热实时数据；

当安全带吊环位置的高度大于安全带挂钩位置的高度，且差异大于预设阈值时，进行安全带低挂高用的预警；

根据安全带悬挂物的导热实时数据与绝缘子瓷瓶的预设导热数据进行对比，当两者数据一致或者差异在预设范围内时，进行安全带挂瓷瓶的预警。

根据安全带的姿态检测数据、红外检测数据和卡合检测数据，判断安全带是否佩戴完成。

根据安全带挂钩位置的移动侦测结果，判断是否启用高度检测和导热数据检测。

实施例3：

本公开实施例3提供了一种安全带，包括本公开实施例1所述的安全带检测预警系统。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种安全带检测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

当安全带佩戴完成后，获取安全带吊环位置和安全带挂钩位置的实时高度数据以及安全带悬挂物的导热实时数据；

当安全带吊环位置的高度大于安全带挂钩位置的高度，且差异大于预设阈值时，进行安全带低挂高用的预警；

根据安全带悬挂物的导热实时数据与绝缘子瓷瓶的预设导热数据进行对比，当两者数据一致或者差异在预设范围内时，进行安全带挂瓷瓶的预警。

2.如权利要求1所述的安全带检测预警方法，其特征在于，根据安全带的姿态检测数据、红外检测数据和卡合检测数据，判断安全带是否佩戴完成。

3.如权利要求1所述的安全带检测预警方法，其特征在于，根据安全带挂钩位置的移动侦测结果，判断是否启用高度检测和导热数据检测。

4.一种安全带检测预警系统，其特征在于，包括安全带本体、检测主模块和检测从模块，检测主模块设置在安全带本体的吊环位置，检测从模块设置在安全带本体的挂钩位置；

检测主模块和检测从模块通信连接，检测主模块包括至少一个第一气压检测元件，检测从模块均包括至少一个第二气压检测元件，检测主模块根据接收到的第一气压检测元件和第二气压检测元件的检测数据进行安全带低挂高用的预警；

检测从模块还包括热电偶测温单元，被配置为测量接触物体的热导率，检测主模块根据检测到的热导率判断安全带是否挂在瓷瓶上，并进行挂瓷瓶的实时预警。

5.如权利要求4所述的安全带检测预警系统，其特征在于，检测主模块还包括姿态测量单元和红外检测单元，根据姿态测量单元和红外检测单元的检测结果判断安全带是否佩戴，当安全带佩戴预设时间后，进行低挂高用的检测预警。

6.如权利要求4所述的安全带检测预警系统，其特征在于，检测主模块还包括卡扣检测单元，被配置为检测卡扣是否扣合到卡槽内。

7.如权利要求4所述的安全带检测预警系统，其特征在于，检测从模块还包括移动侦测单元，被配置为检测安全带本体是否移动，若安全带本体正在移动则唤醒检测从模块的处理器开始连接检测主模块，并开始获取检测从模块的检测数据。

8.如权利要求4所述的安全带检测预警系统，其特征在于，热电偶测温单元包括接触贴合的热电偶和热敏电阻，热电偶的测量端被配置为与安全带本体的悬挂物接触。

9.一种安全带，其特征在于，包括权利要求4-8任一项所述的安全带检测预警系统。

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