CN205038336U - 声纳导向逃生接收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种声纳导向逃生接收装置，将声纳技术应用于消防员火灾现场的导向逃生，安全可靠，便于携带，导向距离远，受环境影响小。该声纳导向逃生接收装置包括：壳体以及位于壳体内的超声波接收换能器、信号处理板和电池。其中超声波接收换能器用于接收超声波发射源所发出的超声波信号，信号处理板上的电路对所接收到的信号进行处理后，控制方向指示灯和距离指示灯亮的个数，从而为消防员提供方向指引，保证其以最快的速度找到出口，确保安全。

Description

声纳导向逃生接收装置

技术领域

实用新型涉及一种超声波接收装置，具体涉及一种可以检测超声波信号源方向和距离的装置，属于声纳技术领域。

背景技术

目前消防员进入火场后，用于寻找出口的主要引导逃生工具是导向绳，由于导向绳自身的重量较重，不易携带，其导向距离不超过50米，并且由于导向绳具有高温时可能被烧断，浓烟可见度低时不易被发现等缺点，不能可靠保证消防员的安全，因此其应用受到极大限制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种声纳导向逃生接收装置，将声纳技术应用于消防员火灾现场的导向逃生，安全可靠，便于携带，导向距离远，受环境影响小。

所述的声纳导向逃生接收装置包括：超声波接收换能器、信号处理板、电池和壳体；在所述壳体的前端面设置有超声波接收换能器的安装孔，所述超声波接收换能器内嵌在该安装孔内；所述信号处理板和电池密封安装在壳体内部；所述信号处理板上设置有电源稳压器、程控放大器、控制单元和两个以上方向指示灯，所述电池输出电压通过电源稳压器稳压后为程控放大器、控制单元和方向指示灯供电；在壳体上对应方向指示灯的位置设置有透明视窗。

所述超声波接收换能器用于接收超声波信号，并发送给程控放大器。

所述程控放大器用于对所接收到的超声波信号进行放大处理。

所述控制单元用于对经程控放大器放大后的超声波信号进行采样，并计算采样后的超声波信号的幅值，依据所计算的超声波信号的幅值对程控放大器的放大倍数进行反馈调节：当控制单元所计算的超声波信号的幅值超过其内部设定的幅值上限时，减小程控放大器的放大倍数，使反馈调节后超声波信号的幅值低于设定的幅值上限；否则，不改变程控放大器的放大倍数。

所述控制单元将反馈调节后的超声波信号的幅值作为控制参数控制方向指示灯亮的个数，该控制参数越大，方向指示灯亮的个数越多。

作为本实用新型的一种优选方式，在所述信号处理板上还设置有两个以上距离指示灯；在壳体上对应距离指示灯的位置设置有透明视窗，所述控制单元将反馈调节后的程控放大器的放大倍数作为控制参数控制距离指示灯亮的个数，该控制参数越小，距离指示灯亮的个数越少。

有益效果：

将声纳技术应用于消防员火灾现场的导向逃生，安全可靠，便于携带，受环境影响小；采用该装置消防人员能够快速准确的找到逃生出口，保障消防人员的安全。

在该装置中设置有距离指示灯和方向指示灯，消防人员能够依据距离指示灯亮的个数快速准确的找到声源方向，依据距离指示灯的个数预估距出口的距离，使其能够清楚其当前逃生状态。

附图说明

图1为该声纳导向逃生接收装置的结构示意图；

图2为该声纳导向逃生接收装置中信号处理板上各部件之间的连接关系。

其中：1-壳体，2-安装孔

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

超声波具有束射和反射特性，基本上可以沿直线传播，其能量远远大于相同振幅的低频声波，在空气介质中，超声波几乎不受光线、粉尘、烟雾、电磁干扰和有毒气体的影响。基于此特性，本实施例将声纳技术应用于消防员火灾现场的导向逃生，提供一种声纳导向逃生接收装置。

所述的声纳导向逃生接收装置包括：超声波接收换能器、信号处理板、电池和壳体1，所述超声波接收换能器的型号为US25-16CR，能够接收单一频率的25Hz的超声波信号。由于超声波具有束射特性，为保证持有该接收装置的消防人员能够依据所接收到的超声波信号准确判断声源方向，在所述壳体1的前端面设置有安装孔2，所述超声波接收换能器内嵌在该安装孔2内，如图1所示。由此当安装孔2的开口方向正对着声源时，超声波接收换能器所接收大的信号最强。

所述信号处理板和电池密封安装在壳体内部，信号处理板上设置有电源稳压器、程控放大器和单片机，所述电池输出电压通过电源稳压器稳压后为程控放大器和单片机供电。在所述信号处理板上设置有受控于单片机的方向指示灯和距离指示灯，所述方向指示灯和距离指示灯各一排(本实施例中方向指示灯和距离指示灯均为五个)，在壳体上对应方向指示灯和距离指示灯的位置设置有透明视窗。

所述信号处理板上的信号控制如图2所示，超声波接收换能器通过信号程控放大器与单片机相连。所述超声波接收换能器用于接收超声波发射换能器(声源)所发出的超声波信号，并发送给程控放大器，所述程控放大器对所接收到的超声波信号进行放大处理。

所述单片机对经程控放大器放大后的超声波信号进行采样，并计算采样后的超声波信号的幅值，然后依据所计算的幅值对程控放大器的放大倍数进行反馈调节，具体为：在所述单片机内设置有超声波信号的幅值上限，当其计算的幅值超过该上限时，对程控放大器的放大倍数进行反馈调节，减小其放大倍数。本实施例中每次反馈调节时将程控放大器的放大倍数缩减至原放大倍数的一半，直至所计算的超声波信号的幅值低于所设定的幅值上限。

所述单片机依据接收到的超声波信号的强弱分别控制方向指示灯和距离指示灯亮的个数，使消防人员由此可判断声源的方向和距离。其控制原理为：

(1)方向指示灯：单片机将反馈调节后的超声波信号的幅值作为控制参数(当不需反馈调节时，直接将所计算的超声波信号的幅值作为控制参数)控制方向指示灯亮的个数，该控制参数越大，方向指示灯亮的个数越多，表明越接近声源方向。原因为：由于超声波具有束射特性，而超声波接收换能器内嵌在壳体的安装孔内；在固定位置搜寻声源方向时，安装孔的开口方向与声源之间的夹角越小，超声波接收换能器所接收到的超声波信号越强，则反馈调节后的超声波信号的幅值越大；当安装孔的开口方向正对着声源时，反馈调节后的超声波信号的幅值最大。

(2)距离指示灯：单片机将反馈调节后的程控放大器的放大倍数作为控制参数(当不需反馈调节时，直接将程控放大器的原放大倍数作为控制参数)控制距离指示灯亮的个数，该控制参数越小，距离指示灯亮的个数越少，表明与声源之间的距离越小。原因为：当沿着搜寻的方向越接近声源时，超声波接收换能器所接收到的超声波信号越强，为保证超声波信号的幅值低于所设定的幅值上限，则程控放大器的放大倍数越小。

该声纳导向逃生接收装置的工作原理为：消防人员进入火灾现场时，随身携带该接收装置，在火灾现场的入口放置超声波发射换能器作为声源。当消防人员完成消防任务或遇到紧急情况需要撤离，而火灾现场受浓烟影响无法确定出口方向时，打开该逃生接收装置，超声波接收换能器即可接收声源所发送的超声波信号。消防人员首先在原地水平移动该接收装置，使超声波接收换能器沿不同方向搜寻声源，此时方向指示灯亮的个数不断改变，当方向指示灯亮的个数最多时，表明此时超声波接收换能器安装孔所对的方向与声源方向(即出口方向)最接近。消防人员沿该方向逃生，在逃生过程中，距离指示灯亮的个数逐渐减少，提示消防人员离出口越来越近。由此使消防人员能够以最快的速度找到出口，确保安全。

由于超声波具有反射特性，即使在火灾现场有障碍物，由于障碍物能够对超声波信号进行反射，也能保证超声波接收换能器能够接收到超声波信号，并一步步接近声源位置。本装置首次将声纳技术应用于消防员火灾现场的导向逃生，与过去消防员导向逃生用的导向绳相比，具有便于携带，导向距离远，受环境影响小等明显优势。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.声纳导向逃生接收装置，其特征在于，包括：超声波接收换能器、信号处理板、电池和壳体(1)；在所述壳体的前端面设置有超声波接收换能器的安装孔(2)，所述超声波接收换能器内嵌在安装孔(2)内；所述信号处理板和电池密封安装在壳体(1)内部；所述信号处理板上设置有电源稳压器、程控放大器、控制单元和两个以上方向指示灯，所述电池输出电压通过电源稳压器稳压后为程控放大器、控制单元和方向指示灯供电；在壳体(1)上对应方向指示灯的位置设置有透明视窗；

所述超声波接收换能器用于接收超声波信号，并发送给程控放大器；

所述程控放大器用于对所接收到的超声波信号进行放大处理；

所述控制单元用于对经程控放大器放大后的超声波信号进行采样，并计算采样后的超声波信号的幅值，依据所计算的超声波信号的幅值对程控放大器的放大倍数进行反馈调节：当控制单元所计算的超声波信号的幅值超过其内部设定的幅值上限时，减小程控放大器的放大倍数，使反馈调节后超声波信号的幅值低于设定的幅值上限；否则，不改变程控放大器的放大倍数；

所述控制单元将反馈调节后的超声波信号的幅值作为控制参数控制方向指示灯亮的个数，该控制参数越大，方向指示灯亮的个数越多。

2.如权利要求1所述的声纳导向逃生接收装置，其特征在于，在所述信号处理板上还设置有两个以上距离指示灯；在壳体(1)上对应距离指示灯的位置设置有透明视窗，所述控制单元将反馈调节后的程控放大器的放大倍数作为控制参数控制距离指示灯亮的个数，该控制参数越小，距离指示灯亮的个数越少。