CN203083983U

CN203083983U - 用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置

Info

Publication number: CN203083983U
Application number: CN 201220728857
Authority: CN
Inventors: 闻明; 张策; 王恩福; 张国宏; 赵国存
Original assignee: Institute of Crustal Dynamics of China Earthquake Administration
Current assignee: Institute of Crustal Dynamics of China Earthquake Administration
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2022-12-26

Abstract

一种用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，采样杆套筒为中空筒状结构，锥形头固定在内部支架前端组成采样内芯，锥形套筒后端与采样杆套筒前端密封连接组成中空采样杆；采样内芯插入在采样杆内部，并且相互之间可滑动设置，采样内芯和采样杆之间设置有锁定装置；气体采样泵、二氧化碳传感器和隔板均固定在内部支架上，隔板将气体采样泵和二氧化碳传感器隔开，并且与采样杆的内壁之间滑动气密封，气体采样泵的输出气管穿过隔板与二氧化碳传感器连通；二氧化碳传感器与显示控制报警装置之间电连接，本实用新型解决了现有二氧化碳生命探测装置不适用于瓦砾废墟环境探测的问题，提出的装置和方法，便于救援现场在瓦砾废墟中搜寻受困者。

Description

用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置

技术领域

本实用新型涉及救灾与搜索设备技术领域，尤其是涉及一种用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置。

背景技术

利用二氧化碳浓度检测的方法搜索废墟内受困者是废墟仪器搜索方法之一。目前国内尚无专门用于废墟受困者搜索的二氧化碳浓度检测装置生产。国外已有相关仪器生产，但大多不适用于瓦砾废墟环境使用，或者不具备防瓦砾碎屑功能，使其应用于废墟受困者搜索受到限制。例如美国GE公司、英国M9W-CDE型等二氧化碳生命探测装置主要用于集装箱、房间、车厢等稳定、密闭空间探测，配有屋顶探测杆、门下探测杆、车辆探测杆，不适用于瓦砾废墟环境的探测。日本NOHMI公司生产的LifeExplorer3型生命探测仪可在废墟环境下开展工作并具有二氧化碳检测功能，其前端为摄像头，不具备插入废墟能力。在废墟内使用前需先创建通道，直接插入废墟可能造成气路堵塞。此外，现有二氧化碳生命探测装置通常将二氧化碳传感器置于采样杆外部专设的仪器箱内，利用输气管和采样泵将前端的气体传输至仪器箱，这种做法被测气体需要通过较长的输气管，存在响应速度较慢、对样品气体需要量较多、一旦输气管密封不良可能导致测量结果不准确等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，包括采样杆套筒、锥形套筒、锥形头、气体采样泵、二氧化碳传感器、隔板、内部支架、锁定装置和显示控制报警装置，所述采样杆套筒为中空的筒状结构，所述锥形头固定在所述内部支架的前端组成采样内芯，所述锥形套筒的后端与所述采样杆套筒的前端密封连接组成中空的采样杆；

所述采样内芯插入在所述采样杆的内部，并且相互之间可滑动设置，所述采样内芯和所述采样杆之间设置有锁定其相互之间滑动的所述锁定装置；

所述气体采样泵、所述二氧化碳传感器和所述隔板均固定在所述内部支架上，所述隔板将所述气体采样泵和所述二氧化碳传感器隔开，并且所述隔板与所述采样杆的内壁之间滑动气密封，所述气体采样泵的输出气管穿过所述隔板，并与所述二氧化碳传感器连通；所述二氧化碳传感器与所述显示控制报警装置之间电连接。

在所述锥形头伸出所述锥形套筒的前端开口的状态下，所述锥形头的外缘与所述锥形套筒的前端开口之间密封，并且所述锥形头的外部轮廓和所述锥形套筒的外部轮廓形成锥型配合。

所述气体采样泵为微型气体采样泵。

所述隔板上设置有O型环，所述隔板通过所述O型环与所述采样杆的内壁之间滑动气密封。

所述锥形套筒与所述采样杆套筒之间螺纹连接。

所述锥形套筒与所述采样杆套筒为一体化成型的结构。

一种用于废墟生命探测的方法，包括步骤如下：

第一步，对所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置进行通电预热，预热完成后在废墟外进行二氧化碳环境背景浓度测试，并自动记录所述二氧化碳环境背景浓度的测量结果作为背景值；推动所述内部支架，使所述锥形头与锥形套筒紧密配合，并用所述锁定装置锁定；

第二步，将所述采样杆插入废墟，打开所述锁定装置，将所述内部支架抽回，使锥形套筒和锥形头之间的配合分离，采样杆前端形成通气路径；

第三步，启动所述显示控制报警装置中的检测程序，启动所述气体采样泵工作，开始实际测量；将第三步中的实际测量结果经与第一步中记录的所述背景值进行运算分析，并将分析结果与预设的报警限进行比较，超过预设条件则进行报警。

第一步中，对所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置进行通电预热时至少预热5min；在废墟外进行二氧化碳环境背景浓度测试时，每两秒获取一次二氧化碳传感器测量结果，要连续测量9次，取中位值作为背景值，并自动记录所述背景值；

第三步中，启动所述气体采样泵工作时，所述气体采样泵先以较高的泵速工作，经程序判别如二氧化碳浓度检测结果存在升高的趋势，则降低泵速继续检测。

第三步中，启动所述气体采样泵工作时，所述气体采样泵先以0.6～1.0L/min的泵速工作，每两秒获取一次二氧化碳传感器测量结果，每连续测量9次取测量结果中位值作为一个记录值；

如果新的记录值大于上一个记录值超过100ppm，或者新的记录值高于背景值200ppm时，则认为二氧化碳浓度检测结果存在升高的趋势，并降低泵速至0.1～0.3L/min继续检测；

如果新的记录值为背景值浓度的1.5倍以上时，所述显示控制报警装置报警，提示可能存在受困者。

本实用新型提出一种适用于废墟环境工作的二氧化碳浓度检测装置，解决了现有同类仪器探头强度低，不适于直接插入瓦砾废墟工作的问题。

本实用新型中，采样杆前端为锥形套筒，采样杆内部有可以滑动的支架，支架前端为锥形头，锥形头可以与锥形套筒形成锥形配合。支架被装有O型环的隔板分成两部分，靠近锥形头的部分安装有气体采样泵，采样泵的输出通过输气管穿过隔板；隔板的另一侧支架上安装有二氧化碳传感器。支架可以滑动并通过定位销锁定。

工作时，首先对本实用新型的装置通电预热，在废墟外进行二氧化碳环境背景浓度测试，仪器自动记录测量结果。在插入废墟前，推动支架，使锥形头与锥形套筒紧密配合，并用定位销锁定。此时可将采样杆插入废墟，采样杆前端具有一定的承力能力。采样杆插入废墟后，打开定位销，将支架抽回，采样杆前端形成可以通气的路径。启动检测程序，微型采样泵先以较高的泵速工作，经程序判别如二氧化碳浓度检测结果存在升高的趋势，则降低泵速继续检测。测量结果经与背景浓度值运算分析并与预设的报警限比较，超过预设条件报警。

本实用新型的有益效果可以总结如下：

1.本实用新型解决了现有二氧化碳生命探测装置不适用于瓦砾废墟环境探测的问题。

2.本实用新型提出的装置和方法，便于救援现场在瓦砾废墟中搜寻受困者。

3.本实用新型的采样杆，插入废墟时可以将前端封闭，有效防止瓦砾碎屑进入气路，同时传感器位于采样杆前端，使气体传输路径最短，避免了传感器与被测环境分离，具有检测速度更快、需要气体样本量更少的优点。

4.本实用新型的操作方法，依据检测浓度的结果实时改变微型气体采样泵的流量，在低浓度时采用大流量，有利于缩短检测时间；在较高浓度时采用小流量有利于提高检测精度，同时需要气体样本量更少。

附图说明

图1为用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的前端外观示意图；

图2为锥形头伸出与锥形套筒形成锥形配合时，所述用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的前端结构图；

图3为锥形头收回时，所述用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的前端结构图；

图4所述用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的内部结构部分放大图-1；

图5所述用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的内部结构部分放大图-2；

图6所述用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的外形图；

图7所述用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置的内部结构整体图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图7所示的一种用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，包括采样杆套筒1、锥形套筒2、锥形头3、气体采样泵4、二氧化碳传感器5、隔板6、内部支架7、锁定装置9和显示控制报警装置8，所述采样杆套筒1为中空的筒状结构，所述锥形头3固定在所述内部支架7的前端组成采样内芯，所述锥形套筒2的后端与所述采样杆套筒1的前端密封连接组成中空的采样杆；所述采样内芯插入在所述采样杆的内部，并且相互之间可滑动设置，所述采样内芯和所述采样杆之间设置有锁定其相互之间滑动的所述锁定装置9；所述气体采样泵4、所述二氧化碳传感器5和所述隔板6均固定在所述内部支架7上，所述隔板6将所述气体采样泵4和所述二氧化碳传感器5隔开，并且所述隔板6与所述采样杆的内壁之间滑动气密封，所述气体采样泵4的输出气管11穿过所述隔板6，并与所述二氧化碳传感器5连通；所述二氧化碳传感器5与所述显示控制报警装置8之间电连接。

在更加优选的实施例中，在所述锥形头3伸出所述锥形套筒2的前端开口的状态下，所述锥形头3的外缘与所述锥形套筒2的前端开口之间密封，并且所述锥形头3的外部轮廓和所述锥形套筒2的外部轮廓形成锥型配合。所述气体采样泵4为微型气体采样泵。所述隔板6上设置有O型环10，所述隔板6通过所述O型环10与所述采样杆的内壁之间滑动气密封。所述锥形套筒2与所述采样杆套筒1之间螺纹连接。所述锥形套筒2与所述采样杆套筒1为一体化成型的结构。

一种用于废墟生命探测的方法，包括步骤如下：

第一步，对所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置进行通电预热，预热完成后在废墟外进行二氧化碳环境背景浓度测试，并自动记录所述二氧化碳环境背景浓度的测量结果作为背景值；推动所述内部支架7，使所述锥形头3与锥形套筒2紧密配合，并用所述锁定装置9锁定；

第二步，将所述采样杆插入废墟，打开所述锁定装置9，将所述内部支架7抽回，使锥形套筒2和锥形头3之间的配合分离，采样杆前端形成通气路径；

第三步，启动所述显示控制报警装置8中的检测程序，启动所述气体采样泵4工作，开始实际测量；将第三步中的实际测量结果经与第一步中记录的所述背景值进行运算分析，并将分析结果与预设的报警限进行比较，超过预设条件则进行报警。

在更加优选的实施例中，其中，第一步中，对所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置进行通电预热时至少预热5min；在废墟外进行二氧化碳环境背景浓度测试时，每两秒获取一次二氧化碳传感器5测量结果，要连续测量9次，取中位值作为背景值，并自动记录所述背景值；

第三步中，启动所述气体采样泵4工作时，所述气体采样泵4先以较高的泵速工作，经程序判别如二氧化碳浓度检测结果存在升高的趋势，则降低泵速继续检测。

在更加优选的实施例中，其中，第三步中，启动所述气体采样泵4工作时，所述气体采样泵4先以0.6～1.0L/min的泵速工作，每两秒获取一次二氧化碳传感器5测量结果，每连续测量9次取测量结果中位值作为一个记录值；

如果新的记录值为背景值浓度的1.5倍以上时，所述显示控制报警装置8报警，提示可能存在受困者。

在具体的实施例中，本实用新型采样杆套筒1采用不锈钢管加工。锥形套筒2与采样杆套筒1通过螺纹连接。采样杆内部支架7前端安装锥形头3，锥形头3向前伸出时可与锥形套筒2形成锥形配合，使采样杆气路闭合，防止瓦砾碎屑进入。采样杆内部支架7可滑动，并通过锁定装置9定位。气体采样泵4位于采样杆套筒1前端，带O型环10的隔板6将气体采样泵4与二氧化碳传感器5隔开，气体采样泵4的输出气管11穿过带O型环10的隔板6。气体采样泵4的作用是引导采样杆前端的气体流向二氧化碳传感器5，扩大本装置对二氧化碳浓度检测的有效范围。带O型环10的隔板6的作用是将气体采样泵4的输入和输出隔开，确保气体单向流动。二氧化碳传感器5固定于接近带O型环10的隔板6位置。将气体采样泵4和二氧化碳传感器5置于采样装置前端，有效缩短了气体传输路径，既提高了检测速度、又减少了对被测气体量的需求。

本实用新型装置工作时，首先进行5min预热。在进行废墟内检测前，先进行废墟外部二氧化碳环境背景浓度测试，每两秒获取一次二氧化碳传感器5测量结果，连续测量9次，取中位值作为背景值，仪器自动记录测量结果。在插入废墟前，推动内部支架7，使锥形头3与锥形套筒2紧密配合，并用锁定装置9锁定。此时可将采样杆插入废墟，因采样杆前端具有一定的承力能力，可以穿过瓦砾层。采样杆插入废墟后，打开锁定装置9，将内部支架7抽回，采样杆前端形成可以通气的路径。启动检测程序，气体采样泵4先以0.6～1.0L/min的泵速工作。每两秒获取一次二氧化碳传感器5测量结果，每连续测量9次取测量结果中位值作为一个记录值，如果新记录值大于上一个记录值超过100ppm，或者记录值高于背景浓度200ppm时，则认为二氧化碳浓度检测结果存在升高的趋势降低泵速至0.1～0.3L/min继续检测。如果记录值为背景浓度的1.5倍以上，显示控制报警装置8发出声光报警，提示可能存在受困者。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，其特征在于，包括采样杆套筒、锥形套筒、锥形头、气体采样泵、二氧化碳传感器、隔板、内部支架、锁定装置和显示控制报警装置，所述采样杆套筒为中空的筒状结构，所述锥形头固定在所述内部支架的前端组成采样内芯，所述锥形套筒的后端与所述采样杆套筒的前端密封连接组成中空的采样杆；

2.根据权利要求1所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，其特征在于：在所述锥形头伸出所述锥形套筒的前端开口的状态下，所述锥形头的外缘与所述锥形套筒的前端开口之间密封，并且所述锥形头的外部轮廓和所述锥形套筒的外部轮廓形成锥型配合。

3.根据权利要求1所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，其特征在于：所述气体采样泵为微型气体采样泵。

4.根据权利要求1所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，其特征在于：所述隔板上设置有O型环，所述隔板通过所述O型环与所述采样杆的内壁之间滑动气密封。

5.根据权利要求1所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，其特征在于：所述锥形套筒与所述采样杆套筒之间螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的用于废墟生命探测的二氧化碳检测装置，其特征在于：所述锥形套筒与所述采样杆套筒为一体化成型的结构。