CN203842196U - 配置有压力平视系统的空气呼吸器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配置有压力平视系统的空气呼吸器，包括储气瓶气量检测装置和储气瓶气量显示装置，所述检测装置和显示装置之间以无线形式传输检测数据，检测装置内设置有无线数据发送模块，显示装置内设置有无线数据接收模块，两个模块在信号匹配后进行无线连接；所述显示装置以卡接方式设置在呼吸器的面罩内，固定在面罩视窗与面罩口鼻罩之间，可以和不同类型的面罩组合使用，所述显示装置与面罩视窗接触部位设置成与面罩视窗贴合的球面状；所述检测装置通过高压气管与储气瓶连接，检测装置还设置有使用人员跌倒报警装置。

Description

配置有压力平视系统的空气呼吸器

技术领域

本实用新型涉及一种配置压力平视系统的空气呼吸器，具体涉及压力平视系统的检测装置和显示装置。

背景技术

正压式空气呼吸器是一种以压缩空气为呼吸气源、自给开放式隔绝式呼吸器，且供气方式为正压式，即人员在佩戴呼吸器时，其整个呼吸系统始终处于与外界隔离且内部压力高于外界环境压力的条件下，防护全过程中外界有毒有害气体无法进入呼吸系统内，确保安全可靠的呼吸防护。该装备已被广泛应用于消防、防化、反恐、处突，以及应急救援等众多领域。

随着近些年来我国经济的高速发展和自然灾害的频发，应急救援工作也呈现出跨行业、跨领域、跨地域的复杂发展趋势。虽然我国在应急救援体系建设、事故灾难处理和防范等方面做了大量的工作，但在救援技术战术研究等诸多方面还处于刚刚起步阶段，尤其是应急救援技术装备发展与国外还存在很大差距。 在目前我国救援队伍缺乏先进、配套的救援装备等现有条件下，如何最大限度地发挥如正压式空气呼吸器这些现有装备的功效，提高救援水平，是在短期内快速提升救援队伍战斗力的首要任务。

传统的正压式空气呼吸器，主要由高压储气瓶、减压器、高压导气管、报警哨压力表、中压导气管、呼气阀、面罩、背板背带等部件组成，其中高压储气瓶储存的压缩空气是供人员呼吸的气源，额定工作压强为30MPa,其使用状况及消耗量是人员呼吸防护的关键指标，而监测这些指标的方法，常规呼吸器仅采用报警哨压力表的方式进行呼吸器储气量的低压报警，即当储气瓶内余压为（5～6）MPa时，报警哨会发出90dB的报警声响，提醒佩戴人员撤离灾区。而现实使用的情况是，佩戴人员所处的救援现场噪声极大、情况非常复杂，再加之人员救援过程中由于紧张、恐惧、做功量大等因素，救援人员很难听到呼吸器的低压报警声响，许多救援专业人员在救援过程中由于没有听到报警声响导致气量不足窒息伤亡的事例屡见不鲜。

呼吸器压力平视系统是正压式空气呼吸器监测呼吸器高压储气瓶储气量及进行储气量低压报警的重要部件，而呼吸器压力平视系统的显示装置是该系统的重要组成部分，它担负着将呼吸器压力平视系统检测装置传出的数据进行接收、显示、报警等功能。传统的呼吸器压力平视系统的显示装置与检测装置的数据传输是通过有线形式实现的，不仅不方便安装使用，而且故障率高，维护保养比较困难。同时，显示装置一般都被集成在面罩或呼气阀上，通常是被固定在面罩上，也有厂家将其固定在呼气阀上。由于呼吸器压力平视系统的显示装置与检测装置是一一对应的，所以与显示装置集成在一起的呼吸器面罩也就与检测装置对应起来，而传统呼吸器的面罩是通用部件，在使用中可与各呼吸器任意匹配，这就导致了集成有压力平视系统显示装置的面罩在使用、管理、维护、保养等工作中造成很大的不便，也大大降低了装备的通用性、安全性、可靠性。集成在呼气阀的压力平视系统显示装置也是同理，不赘述。目前寻求一种既保证压力平视系统显示装置各项功能，又可以与呼吸器面罩或呼气阀等部件有效脱离的解决方法，与各呼吸器实现任意匹配，确保其通用、安全、可靠的性能，对正压式空气呼吸器的改进将会具有重要意义。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种采用无线形式传输数据的呼吸器压力平视系统，该系统中的数据检测装置和显示装置之间可以无线传输数据，而且显示装置具有独立结构，不再与面罩或呼气阀集成设置，易于拆卸和安装，可以与任意面罩有效配合使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

配置有压力平视系统的空气呼吸器，包括储气瓶气量检测装置和储气瓶气量显示装置，所述检测装置和显示装置之间以无线形式传输检测数据，检测装置内设置有无线数据发送模块，显示装置内设置有无线数据接收模块，两个模块在信号匹配后进行无线连接；所述显示装置以卡接方式设置在呼吸器的面罩内，固定在面罩视窗与面罩口鼻罩之间，可以和不同类型的面罩组合使用，所述显示装置与面罩视窗接触部位设置成与面罩视窗贴合的球面状；所述检测装置通过高压气管与储气瓶连接，检测装置还设置有使用人员跌倒报警装置。

进一步，所述显示装置中部设置有卡簧，通过卡簧卡接固定在面罩呼气阀支架上。

进一步，所述显示装置设置有单片机，所述无线数据接收模块与单片机连接，与单片机还连接有无线连接配对按键、电源，通过单片机控制有储气瓶气量指示灯、储气瓶压力不足报警单元、配对指示灯、电源欠压指示灯。

进一步，所述储气瓶气量指示灯包括气量报警红灯、气量指示黄灯、气量指示绿灯；储气瓶压力≥10MPa时，气量指示绿灯常亮，6MPa≤储气瓶压力＜10MPa时，气量指示黄灯常亮，储气瓶压力＜6MPa时，气量报警红灯一直闪烁，并且所述储气瓶压力不足报警单元进行振动提示，带动显示装置进行振动。

进一步，所述显示装置为V型框架体，储气瓶气量指示灯设置在显示装置的中部，所述配对指示灯、电源欠压指示灯设置在显示装置的右侧，呼吸器使用人员佩戴面罩后，储气瓶气量指示灯、配对指示灯、电源欠压指示灯均在呼吸器使用人员可观察的范围内；所述显示装置上还设置有若干备用灯。

进一步，所述无线连接配对按键用于控制无线数据接收模块与检测装置中的无线数据发送模块进行信号匹配和无线连接，配对指示灯在两者连接成功后亮起，连接断开时熄灭。

进一步，所述检测装置设置有单片机，所述无线数据发送模块与单片机连接，与单片机还连接有环境温度传感器、储气瓶压力传感器、运动传感器、切屏键、开关/功能键、DC-DC升压电路、电源，通过单片机控制有显示屏、声光报警单元、环境温度报警灯、电源欠压报警灯、配对指示灯。

进一步，所述使用人员跌倒报警装置由所述运动传感器和声光报警单元组成，运动传感器采用陀螺仪，声光报警单元包括高响度发声报警装置和高亮灯光报警装置。

进一步，当运动传感器检测到呼吸器使用人员连续静止超过30秒时，声光报警单元发出预报警信号并持续15秒，在此期间使用人员通过作业活动或者短按开关/功能键的方式撤销预报警信号；当运动传感器检测到呼吸器使用人员连续静止超过45秒时，声光报警单元发出报警信号，此时使用人员只能通过短按开关/功能键的方式撤销报警信号，否则将会一直报警；当储气瓶压力＜6MPa时，声光报警单元发出报警信号，该报警信号不可手动撤销。

进一步，同时长按所述切屏键和开关/功能键使得所述检测装置进入无线连接配对状态，此时配对指示灯闪烁，在无线连接成功后配对指示灯间隔若干秒闪烁一次。

进一步，所述环境温度传感器检测到呼吸器使用人员所处环境温度超过设定值时，环境温度报警灯亮起。

进一步，长按所述切屏键，所示检测装置启动主动呼救模式，声光报警单元发出报警信号。

进一步，所述储气瓶压力传感器将储气瓶压力值转换成与之对应的电压信号，当储气瓶打开时，储气瓶压力传感器输出相应电压信号给处于超低功耗休眠状态的单片机，单片机控制DC-DC升压电路输出电能实现检测装置自动开机功能。

进一步，所述单片机根据储气瓶压力传感器提供的电压信号计算出储气瓶储气量，并根据使用人员前3秒钟的用气量动态计算出剩余气体的使用时间，通过显示屏显示该时间。

进一步，所述无线数据发送模块和无线数据接收模块采用蓝牙模块；所述显示屏采用液晶屏，配置有液晶背光控制电路，通过短按开关/功能键进行显示屏亮度调节。

进一步，所述显示屏显示两种界面，一种只显示储气瓶压力值，另一种显示储气瓶压力值、剩余气体使用时间和环境温度，通过短按切屏键进行显示界面的切换。

进一步，所述检测装置还设置有机械式压力表，在检测装置下方与高压气管连接处设置有机械式报警哨。

进一步，所述显示装置与检测装置首次无线连接成功后，当检测装置关机时，显示装置进入待机状态，当检测装置再次开机时，显示装置由待机状态自动激活进入到工作状态，并与检测装置自动进行无线连接，显示装置的单片机根据无线接收模块接收到的压力值检测信号控制储气瓶气量指示灯亮起。

进一步，所述显示装置与检测装置首次无线连接成功后，当两者之间的距离由超出范围再次进入连接范围时，显示装置与检测装置会自动进行无线连接。

采用上述结构设置的空气呼吸器具有以下优点：

该系统中的数据检测装置和显示装置之间可以无线传输数据，方便了安装和使用，系统故障率大幅度降低，也方便维护和保养。

该系统中的显示装置具有独立结构，不再与面罩或呼气阀集成设置，易于拆卸和安装，可以与任意类型的面罩有效配合使用，方便使用、管理、维护、保养，提高了装备的通用性、安全性、可靠性。

该系统中的检测装置还具有使用人员跌倒报警功能，在使用人员静止过长时间后即自动启动声光报警单元，通过高响度警示音和高亮灯光，实现自动呼救功能，而且在遇到危险时，使用人员可以手动启动声光报警单元，实现主动呼救功能，提高了设备的安全保障性能。

该系统中的检测装置还具有环境温度报警功能，当环境温度传感器检测到呼吸器使用人员所处环境温度超过设定值时，环境温度报警灯亮起，表示当前环境不适宜继续作业，提示使用人员及时撤离作业现场。

附图说明

图1是本实用新型所采用显示装置的主视图；

图2是本实用新型所采用显示装置的俯视图；

图3是本实用新型所采用显示装置的左视图；

图4是本实用新型所采用显示装置的右视图；

图5是本实用新型所采用面罩的主视图；

图6是本实用新型所采用面罩的后视图；

图7是本实用新型所采用面罩的右视图；

图8是本实用新型所采用面罩和显示装置组装后的主视图；

图9是本实用新型所采用面罩和显示装置组装后的后视图；

图10是本实用新型所采用面罩和显示装置组装后的右视图；

图11是本实用新型的结构示意图；

图12是本实用新型所采用检测装置的主视图；

图13是本实用新型所采用检测装置的左视图；

图14是本实用新型所采用检测装置的右视图；

图15是本实用新型所采用检测装置的电路原理图；

图16是本实用新型所采用显示装置的电路原理图。

图1-10中：1、主体框架；2、线路盖板；3、气量报警红灯；4、气量指示黄灯；5、气量指示绿灯；6、备用指示灯；7、电源欠压指示灯；8、配对指示灯；9、左侧仓盖；10、配对按键；11、面罩卡簧；12、电池仓盖旋钮；13、电池仓；14、右侧仓盖；15、备用灯组；16、面罩；17、显示装置；18、呼气阀；19、呼气阀支架；20、口鼻罩；21、面罩视窗。

图11-16中：22、中压气管；23、高压气管；24、检测装置；25、背板；26、减压器；27、瓶阀；28、高压储气瓶；29、背带；30、电池仓；31、切屏/呼救键；32、环境温度报警灯；33、电源欠压报警灯；34、配对指示灯；35、显示屏；36、电池仓按钮；37、指针式压力表；38、开关/功能键；39、声光报警单元；40、机械式气哨。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本实用新型的结构、工作流程详细说明如下。

如图1、图2、图11、图12所示是本实用新型实施例之一，在该实施例中，配置有压力平视系统的空气呼吸器，包括储气瓶气量检测装置24和储气瓶气量显示装置17，检测装置24和显示装置17之间以无线形式传输检测数据，检测装置24内设置有无线数据发送模块，显示装置17内设置有无线数据接收模块，两个模块在信号匹配后进行无线连接。在本实施例中，这两个模块均采用蓝牙模块，频率2.4GHz，当然，本专利并不局限于这一种形式的无线传输形式，对于现有技术中适用的其他无线传输技术均可以采用。

如图8、图9、图10所示，显示装置17以卡接方式设置在呼吸器的面罩16内，固定在面罩视窗21与面罩口鼻罩20之间，可以和不同类型的面罩组合使用，显示装置17与面罩视窗21接触部位设置成与面罩视窗21贴合的球面状；检测装置24通过高压气管23与高压储气瓶28连接。

为了提高对使用人员的保护功能，检测装置24还设置有使用人员跌倒报警装置，在下述内容中会对该装置的作用原理做详细说明。

下面分部分对本实用新型的主要设备进行详细说明。

）显示装置

显示装置的结构如图1、图2、图3、图4所示，显示装置为V型框架体，具有张开的左右两臂，左右两臂之间朝向下方呈70度夹角，朝向使用人员面部的方向呈91度夹角，与目前普遍采用的呼吸器面罩内部尺寸基本吻合。显示装置与面罩视窗21接触部位是左侧仓盖9和右侧仓盖14，均设置成球面状。

如图1所示，主体框架1中部设置有卡簧11，通过卡簧11卡接固定在面罩呼气阀支架19上。没有设置显示装置的面罩如图5、图6、图7所示，当然这只是一种类型的面罩，其他类型的面罩只要设置有呼气阀，均可以和本实施例中的显示装置组合。

在本实施例中，显示装置的原理框图如图16所示，设置有单片机，无线数据接收模块与单片机连接，与单片机还连接有无线连接配对按键、电源，通过单片机控制有储气瓶气量指示灯、储气瓶压力不足报警单元、配对指示灯、电源欠压指示灯。

如图1所示，储气瓶气量指示灯包括气量报警红灯3、气量指示黄灯4、气量指示绿灯5；储气瓶压力≥10MPa时，气量指示绿灯5常亮，6MPa≤储气瓶压力＜10MPa时，气量指示黄灯4常亮，储气瓶压力＜6MPa时，气量报警红灯3一直闪烁，并且储气瓶压力不足报警单元进行振动提示，带动显示装置进行振动。

如图1、图9所示，储气瓶气量指示灯设置在显示装置的中部，配对指示灯8、电源欠压指示灯7设置在显示装置的右侧，呼吸器使用人员佩戴面罩16后，储气瓶气量指示灯、配对指示灯8、电源欠压指示灯7均在呼吸器使用人员容易观察到的视力范围内。显示装置上还设置有若干备用灯，如图1中所示的备用指示灯6和备用灯组15，可用于显示装置的功能拓展或装置出现故障时的功能替代使用。

无线连接配对按键用于控制无线数据接收模块与检测装置中的无线数据发送模块进行信号匹配和无线连接，配对指示灯在两者连接成功后亮起，连接断开时熄灭。在使用一套空气呼吸器之前，需要首先进行这两个模块之间的配对， 配对成功后，使用过程中就不会和其他空气呼吸器之间的无线模块发生混搭，可以有效避免接收错误数据的情况发生。

检测装置

在本实施例中，检测装置的原理框图如图15所示，设置有单片机，无线数据发送模块与单片机连接，与单片机还连接有环境温度传感器、储气瓶压力传感器、运动传感器、切屏键、开关/功能键、DC-DC升压电路、电源，通过单片机控制有显示屏、声光报警单元、环境温度报警灯、电源欠压报警灯、配对指示灯。

本实施例中的检测装置采用低功耗处理，电源采用2节普通7号干电池供电即可满足工作需求，通过防反接电路给单片机控制单元供电。在关机或者没与储气瓶接通时，单片机处于超低功耗休眠状态，静态电流平均为50μA，在此状态下普通2节7号干电池可使用1年之久。

使用人员跌倒报警装置由运动传感器和声光报警单元组成，运动传感器采用陀螺仪，声光报警单元包括高响度发声报警装置和高亮灯光报警装置，具体采用高响度喇叭和3个高亮LED灯组成。

当运动传感器检测到呼吸器使用人员连续静止超过30秒时，声光报警单元发出预报警信号并持续15秒，在此期间使用人员通过作业活动或者短按开关/功能键的方式撤销预报警信号；当运动传感器检测到呼吸器使用人员连续静止超过45秒时，声光报警单元发出报警信号，此时使用人员只能通过短按开关/功能键的方式撤销报警信号，否则将会一直报警，实现自动呼救功能。

当储气瓶压力＜6MPa时，声光报警单元也会发出报警信号，提醒使用人员及时撤离现场，该报警信号不可手动撤销。

单片机通过内部定时/计数器计算按键按下时间的长短来判断按键是长按还是短按。

检测装置的外部结构如图12、图13、图14所示，装置壳体下方通过高压气管23与减压器26的高压端连接，切屏/呼救键31和开关/功能键38位于装置壳体的两侧；显示屏35位于装置壳体的正面；环境温度报警灯32（红色）、电源欠压报警灯33（黄色）、配对指示灯34（蓝色）是三个LED灯，位于显示屏35的一侧；指针式压力表37位于显示屏35的下方；声光报警单元39位于指针式压力表37的下方。

同时长按切屏/呼救键31和开关/功能键38使得检测装置进入无线连接配对状态，此时配对指示灯34闪烁，配对状态持续时间30秒钟，在此状态下，按住显示装置的配对按键10持续2秒钟即可完成配对，配对成功后配对指示灯34每3秒钟闪烁一次，表示处于连接状态。

环境温度传感器可以将环境温度转换成与之对应的电信号并提供给单片机，当环境温度传感器检测到呼吸器使用人员所处环境温度超过设定值时，环境温度报警灯亮起，表示当前环境不适宜继续作业，提示使用人员及时撤离作业现场。

当使用人员遇到危险时，长按切屏/呼救键31，检测装置启动主动呼救模式，声光报警单元发出报警信号，主动呼救和自动呼救构成了完整的呼救器功能，从而提高了产品的安全保障性能。

储气瓶压力传感器将储气瓶压力值转换成与之对应的电压信号，当储气瓶打开时，储气瓶压力传感器输出相应电压信号给处于超低功耗休眠状态的单片机，单片机控制DC-DC升压电路输出电能实现检测装置自动开机功能。

单片机根据储气瓶压力传感器提供的电压信号计算出储气瓶储气量，并根据使用人员前3秒钟的用气量动态计算出剩余气体的使用时间，通过显示屏35显示该时间。

在本实施例中，显示屏35采用液晶屏，配置有液晶背光控制电路，通过短按开关/功能键38进行显示屏亮度调节。

显示屏35显示两种界面，一种只显示储气瓶压力值，另一种显示储气瓶压力值、剩余气体使用时间和环境温度，通过短按切屏/呼救键31进行显示界面的切换，从而为使用人员提供了更多选择，提高了装备的使用方便性。

在本实施例中，检测装置还设置有指针式压力表37，在检测装置下方与高压气管23连接处设置有机械式气哨40，实现储气瓶压力的机械、数字双制式显示，确保安全性。

本实用新型使用时，首先打开储气瓶瓶阀27，高压储气瓶28储存的额定工作压强为30MPa的压缩空气通过减压器26减压至0.6～1.0MPa，通过中压气管22输送至呼气阀18，供面罩16呼吸。检测装置24通过高压气管23采集高压储气瓶28中压缩空气压力，实现压力显示、低压报警、向显示装置17发射信号等功能，显示装置17通过接收检测装置24的信号可实现气量指示、低压闪灯、振动报警等功能。

显示装置与检测装置首次无线连接成功后，当检测装置关机时，显示装置进入待机状态，当检测装置再次开机时，显示装置由待机状态自动激活进入到工作状态，并与检测装置自动进行无线连接，显示装置的单片机根据无线接收模块接收到的压力值检测信号控制储气瓶气量指示灯亮起。

显示装置与检测装置首次无线连接成功后，当两者之间的距离由超出范围再次进入连接范围时，显示装置与检测装置会自动进行无线连接。

上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.配置有压力平视系统的空气呼吸器，包括储气瓶气量检测装置和储气瓶气量显示装置，其特征在于，所述检测装置和显示装置之间以无线形式传输检测数据，检测装置内设置有无线数据发送模块，显示装置内设置有无线数据接收模块，两个模块在信号匹配后进行无线连接；所述显示装置以卡接方式设置在呼吸器的面罩内，固定在面罩视窗与面罩口鼻罩之间，可以和不同类型的面罩组合使用，所述显示装置与面罩视窗接触部位设置成与面罩视窗贴合的球面状；所述检测装置通过高压气管与储气瓶连接，检测装置还设置有使用人员跌倒报警装置。

2.如权利要求1所述的空气呼吸器，其特征在于，所述显示装置设置有单片机，所述无线数据接收模块与单片机连接，与单片机还连接有无线连接配对按键、电源，通过单片机控制有储气瓶气量指示灯、储气瓶压力不足报警单元、配对指示灯、电源欠压指示灯。

3.如权利要求2所述的空气呼吸器，其特征在于，所述储气瓶气量指示灯包括气量报警红灯、气量指示黄灯、气量指示绿灯；储气瓶压力≥10MPa时，气量指示绿灯常亮，6MPa≤储气瓶压力＜10MPa时，气量指示黄灯常亮，储气瓶压力＜6MPa时，气量报警红灯一直闪烁，并且所述储气瓶压力不足报警单元进行振动提示，带动显示装置进行振动。

4.如权利要求2所述的空气呼吸器，其特征在于，所述无线连接配对按键用于控制无线数据接收模块与检测装置中的无线数据发送模块进行信号匹配和无线连接，配对指示灯在两者连接成功后亮起，连接断开时熄灭。

5.如权利要求1所述的空气呼吸器，其特征在于，所述检测装置设置有单片机，所述无线数据发送模块与单片机连接，与单片机还连接有环境温度传感器、储气瓶压力传感器、运动传感器、切屏键、开关/功能键、DC-DC升压电路、电源，通过单片机控制有显示屏、声光报警单元、环境温度报警灯、电源欠压报警灯、配对指示灯。

6.如权利要求5所述的空气呼吸器，其特征在于，所述使用人员跌倒报警装置由所述运动传感器和声光报警单元组成，运动传感器采用陀螺仪，声光报警单元包括高响度发声报警装置和高亮灯光报警装置。

7.如权利要求5所述的空气呼吸器，其特征在于，同时长按所述切屏键和开关/功能键使得所述检测装置进入无线连接配对状态，此时配对指示灯闪烁，在无线连接成功后配对指示灯间隔若干秒闪烁一次。

8.如权利要求6所述的空气呼吸器，其特征在于，长按所述切屏键，所示检测装置启动主动呼救模式，声光报警单元发出报警信号。

9.如权利要求5所述的空气呼吸器，其特征在于，所述储气瓶压力传感器将储气瓶压力值转换成与之对应的电压信号，当储气瓶打开时，储气瓶压力传感器输出相应电压信号给处于超低功耗休眠状态的单片机，单片机控制DC-DC升压电路输出电能实现检测装置自动开机功能。

10.如权利要求5所述的空气呼吸器，其特征在于，所述无线数据发送模块和无线数据接收模块采用蓝牙模块；所述显示屏采用液晶屏，配置有液晶背光控制电路，通过短按开关/功能键进行显示屏亮度调节。