KR100388360B1 - 소방관용 경보회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재를 진압하는 소방관들이 휴대하고 있는 압축공기통의 압축공기가 소진되면 이를 경고하여 주고, 또한 화재를 진압중 부상이나 불의의 사고로 소방관이 쓰러지면 즉시 경보를 발하여 주위의 동료들에게 알려주는 기능을 갖고있는 소방관용 경보 회로에 관한것이다.

본 발명의 소방관용 경보회로는 건전지와 정전압IC 로 구성되어 각각의 회로부에 일정한 정전압만을 공급하여주는 전원부(A)와, 압축공기탱크 내의 압축공기의

잔량 및 압력을 측정하여 다이오드로 그 상태를 알려주는 압축공기잔량측정회로부(B)와, 소방관이 쓰러지면 이를 즉시 감지하는 부상자검출회로부(C)와, 쓰러진 소방관의 위치를 동료에게 경보음으로 알려주는 부저회로부(D), 그리고 건전지 감시회로부 (E)로서 구성되어 진다.

Description

소방관용 경보회로{The alarm signal circuit for fireman}

본 발명은 화재 현장에서 화재를 진압하는 소방관들이 휴대하고 있는 압축공기통의 압축공기가 소진되면 압축공기잔량의 상태를 LED 로서 경고하여 주고, 또한 화재를 진압중 부상이나 불의의 사고로 소방관이 쓰러지면 즉시 경보를 발하여 주위의 동료들에게 알려주는 기능을 갖고있는 압축공기잔량 경보기 회로에 관한것이다.

주지된바와 같이 현재 소방관들이 화재현장에 투입될때는 각자 압축공기통을휴대하게 되는데, 압축공기통에는 보통 압력계만이 부착되어 있어서 화재진압중 압축공기의 잔량을 확인 하기 위해서는 압력계를 수시로 확인 하여야 하는데, 화재진압에 열중하다보면 압축공기의 소모 상태라든지 잔소의 잔량상태를 수시로 확인 할수없을뿐만 아니라 화재현장은 연기가 가득하므로 압략계를 쉽게 확인할수 없어서 소방관이 큰 휘험에 처할수 있다.

또한 화재진압중에는 모든 소방관들이 화재진압에만 열중을 하게되고, 화재현장에는 연기가 가득한 상태이므로 소방관이 과로로 쓰러지거나, 불의의 사고로 인하여 졸도하였을 경우 이를 동료 소방관들이 쉽게 발견할수 없어 구조활동에 시간이 걸리므로 아까운 인명피해가 속출하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

압축공기가 소진됨에 따라 그 남은 양을 압축공기잔량측정회로 로서 감지하여 색갈이 다른 4개의 LED 를 발광 시켜주도록 하여 연기가 가득차서 시계가 좋지않은 곳에서도 진화작업중인 소방관이 쉽게 압축공기의 잔량을 확인할수 있게함을 첫번째 목적으로 하고 있으며,

부상자위치 검출회로를 채택하여 화재진압중 소방관이 과로로 쓰러지거나, 불의의 사고로 인하여 졸도하였을 경우 부저회로가 경보를 발하여 연기가 가득하여 시계가 좋지않은 상태에서도 동료 소방관들이 쉽게 발견할수 있게하여 인명피해를 줄일수 있게 함을 두번째 목적으로 하고있다.

도 1은 본발명의 전체 회로도.

도 2는 전원부의 회로도.

도 3은 압축공기잔량 측정회로부의 회로도.

도 4는 부상자위치 검출회로부의 회로도.

도 5는 부저 회로부의 회로도.

도 6은 건전지 감시회로부의 회로도.

도 7은 본발명의 회로를 소방관에게 적용시킨상태를 표시한 예시도.

이하 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 압축공기잔량 경보기 회로는 도 1의 도시와 같이 건전지와 정전압IC 로 구성되어 각각의 회로부에 일정한 정전압만을 공급하여주는 전원부(A)와, 압축공기탱크 내의 압축공기의 잔량 및 압력을 측정하여 다이오드로 그 상태를 알려주는 압축공기잔량측정회로부(B)와, 소방관이 쓰러지면 이를 즉시 감지하는 부상자검출회로부(C)와, 쓰러진 소방관의 위치를 동료에게 경보음으로 알려주는 부저회로부(D)와, 사용중인 건전지의 수명을 시각적으로 진화작업 또는 구조작업중인 소방관에게 경고하여 예비건전지를 선택할수 있게하는 건전지 감시회로(E), 로서 구성되어 진다.

전원부(A)는, 도1 및 도2의 도시와 같이 두개의 건전지가 건전지선택스위치 (SW)에 접속되어 있고, 다이오드(D3)를 통하여 부상자위치검출회로부(C), 부저회로부(D), 건전지 감시회로부(E), 그리고 정전압 IC1 과 트랜지스터(TR1)의 에미터에 전원을 공급하며, 또한 정전압 IC1 에 의하여 항상 일정한 전압이 압축공기잔량측정회로부(B)에 공급되어 정밀하게 압축공기잔량을 측정할수있게 하였다.

압축공기잔량측정회로부(B)는, 압력센서인 로드셀과 오피앰프(OPA)로 구성된 압력메터 로서, 압축공기통에 있는 압축공기의 압을 0.5V 에서 4V 까지 증폭하며 최고압 일때는 4V의 출력이 발생되고 압축공기가 없을때는 0.5V의 출력이 발생된다. 이 출력전압은 압축공기압에 따라 일정한 비율로 정확히 발생된다. 이 전압을 역전압방지 다이오드 D1 을 통하여 IC2 의 입력부 저항인 R3 양단에 가하여 진다. IC2는 0V 에서 3.5V의 전압을 0.35V 간격으로 10단을 바 식으로 발광다이오드를 점등하여 0V에서 3.5V의 전압계가된다. IC2 의 1번단자는 첫째 0V, 18번 단자는 둘째 0.35V, 16번 단자는 세번째 0.7V, 마지막 10번 단자는 열번째 3.5V 를 표시한다.

녹색 발광다이오드 LD2 부터 적색 발광다이오드 LD5 가 점등되면 공기압이 100% 이고, 황색 발광다이오드 LD3 부터 적색 발광다이오드 LD5 가 점등되면 80%, 적색 발광다이오드 LD4와 LD5 가 점등되면 40%, 적색 발광다이오드 LD5 만 점등되면 20%를 표시한다.

공기의 잔량이 20%가 되어 적색 발광다이오드 LD5만 점등 되었을때, 30%인 세번째 출력단인 IC2의 16번 단자는 공기압이 40%일때에 LOW 상태가되어 LD4와 저항 R6,R7,R8 양단에도 LOW 상태가 된다.

공기압이 25%가 되면 IC2의 16번 단자는 HIGH 상태가 되어 LD4와 저항 R6,R7,R8 양단에 HIGH 가 되어 NPN트랜지스터 TR2의 베이스에 HIGH의 바이어스가 인가되어 PNP트랜지스터 TR1의 콜렉터 전류가 흐르게 된다. PNP트랜지스터 TR1의 에미터는 정전압 IC1 입력부인 건전지선택 스위치(SW)에서 전원을 공급받으므로 압략메터의 출력보다 큰전압이 IC2의 입력부에 가하여 지므로 IC2의 출력은 OVER를 표시하기 위하여 녹색 발광다이오드 LD2까지 점등되며, IC2의 16번 단자는 다시 LOW 가 되어 트랜지스터 TR2가 동작하지 못하며 트랜지스터 TR1의 에미터 전류가 흐르지 못하므로 IC2의 입력부는 다시 25% 상태가 되며 IC2 의 16번 단자는 다시 HIGH 상태가 되고 트랜지스터 TR2, TR1은 동작하여 IC2 출력단이 다시 반복하여 점등되어 공기가 저압임을 진화작업 또는 인명구조 작업을 하는 소방관에게 경고하여준다.

부상자위치 검출회로부(C)는, 도1 및 도4의 도시와 같이 부저회로부(D)에 전원을 공급하여주는 릴레이(RY1))와 타이머IC 인 IC3, 그리고 트랜지스터 TR3, TR4 와 45˚각도로 서로 직교하게 설치된 두개의 수은위치센서(A)(B)로서 구성되어지며, 진화작업 또는 인명구조 작업을 하는 소방관이 부상으로 어떠한 방향으로 쓰러지더라도 검출회로가 감지할수 있게 구성되어 있다.

평상시 정상적으로 작동할때는, 수은 위치센서가 접점이 연결되지 않고 있다가 진화작업중 45˚이상 몸을 구부리면 센서가 동작한다. 타이머IC 인 IC3의 3번 단자는 상시 HIGH의 신호를 저항 R10을 통하여 위치검출 트랜지스터 TR3의 베이스에 HIGH 전압을 인가하며 이때 트랜지스터 TR3의 콜렉터 전류가 흘러서 타이머IC 의 트리거 단자인 2번에 LOW 신호를 가하여주고, 트랜지스터 TR4의 베이스에 LOW 신호를 가하여 에미터 전류가 흐른다. 이 에미터 전류는 타이머IC의 6, 7번에 연결된 저항 R11을 통하여 콘덴서 C9에 충전되는 전류를 차단하여 주므로 타이머 IC는 동작하지 못한다.

이 상태에서 만약 진화작업중 소방관이 부상으로 쓰러졌을때는, 수은위센서 (A)(B)가 동작하여 위치검출트랜지스터(TR3)의 베이스에 연결된 저항R10 이 LOW 상태가 되므로 트랜지스터TR3 의 에미터 전류가 흐르지 못하게되고, 타이머IC의 트리거 단자인 2번에는 HIGH 상태가된다. 이때 트랜지스터 TR4의 에미터 전류가 흐르지 못하여 저항 R11과 콘덴서 C9의 충전 시정수에 의하여 콘덴서 C9이 만충전되면 타이머IC 인 IC3가 동작하여 타이머IC의 출력단자인 3번은 LOW 가 되며 계전기 RY1을동작하여 부저회로에 전원을 가하여 다음에 성명되는 바와 같이 경보를 발하여 준다. 한편 일단 경보를 발하는 상태에서는 타이머IC의 출력단자가 LOW가 되므로 트랜지스터 TR3의 베이스에 저항R10을 통하여 가하여 지는 바이어스가 없으므로 수은위치센서가 정상으로 되어도 경보는 계속된다.

또한 진화작업 과정에서 몸을자주 구부려 수은위치센서가 수시로 동작할경우 에는, 타이머IC IC3가 동작하는 저항 R11과 콘덴서 C9의 충전시정수 이전에 다시 몸을 세우면 트랜지스터 TR3가 다시 동작하여 트랜지스터 TR4의 에미터 전류를 흘려주어 콘덴서 C9에 충전된 전압을 트랜지스터 TR4의 에미터 전류가 방전시켜 주어 타이머IC는 동작하지 못하여 경보를 할수 없게 된다. 즉 연속하여 일정한 시간동안 쓰러저있지 않으면 경보 부저는 작동하지 않는다.

부저회로부(D)는, 도1 및 도5의 도시와 같이 부저IC IC4 와 트랜지스터TR5 및 출력트랜스(OPT)와 부저 로 이루어진다. 앞에서 설명한 부상자위치 검출회로부의 타이머IC의 동작으로 계전기(RY1)가 동작되면 건전지 선택스위치로 부터 직류전원이 부저회로에 가하여진다. 이때 부저IC IC4가 동작하여 간헐적인 부저 신호를 출력 트랜지스터 TR5의 베이스에 가하여 준다. 이 부저 신호를 트랜지스터 TR5가 증폭하여 출력 트랜스OPT의 1차에 인가하여 주고 출력트랜스 OPT의 2차에 연결된 부저가 경보하여 부상자의 위치를 동료에게 경보음으로 알려준다.

건전지 감시회로부(E)는, 도1및 도6의 도시와 같이 건전지 선택스위치에서 전원이 공급되면 정전압다이오드(ZD1)의 역전압 이상이되는 전압은 저항 R20, RR21을 통하여 트랜지스터 TR7의 베이스에 바이어스를 가하여주고, 트랜지스터TR7의 콜렉터 전류가 흘러 저항 R19를 통하여 트랜지스터 TR6에 공급되는 바이어스가 LOW 상태가 된다. 트랜지스터 TR6이 동작하지 못하므로 건전지 감시 발광다이오드 LD1은 점등하지 못한다. 이상태에서 건전지가 소모되어 건전지 전압이 정전압 다이오드 D1의 역전압 이하가 되면 트랜지스터 TR7의 베이스 바이어스가 LOW 이므로 트랜지스터 TR7의 콜렉터 전류가 흐르지 않아 트랜지스터 TR6의 베이스 바이어스는 HIGH 가 되고 트랜지스터 TR6의 콜렉터 전류가 저항 R18을 통하여 건전지 감시 발광다이오드 LD1으로 흘러 점등되어 사용중인 건전지의 수명을 시각적으로 진화작업 또는 인명구조작업중인 소방관에게 경고하여 예비건전지로 선택하도록 하여준다.

이상과 같이 구성된 본고안의 회로는 실제 사용시는 도 7의 도시와 같이, 전체 회로(10)는 소방관(1)이 등에 메고 있는 압축식 공기통(2)의 측면에 부착되어 지며, 회로중 압축공기잔량측정회로부(B)의 압력센서인 로드셀과 오피앰프(OPA)로 구성된 압력메터(4)부분은 공기호스(5)와 압력계(6) 사이에 설치되며, 공기잔량표시 LD2, LD3,LD4,LD5 (11)는 소방관이 쓰고 있는 공기마스크(3)의 전면에 설치된다. 그리고 미 설명부호 7은 압력메터 선로이고, 8은 LED선로, 9는 건전지선택 스위치 (SW)를 각각 표시한 것이다.

본 발명은 진화작업 또는 인명구조 작업중인 소방관이 사용하는 공기호흡용 압축공기 용기에 압축공기잔량을 육안으로 표시하여 주므로서 안전하게 진화, 구조작업을 할수 있으며, 진화작업 또는 인명구조 작업중인 소방관이 불의의 사고로 매몰되거나 쓰러저 의식이 없이 일정시간이 지나면 내장된 위치센서에 의하여 경보를하여 부상 상태와 부상자 위치를 경고음으로 경고하여 신속하게 부상자를 구조할수 있는 특징이 있다.

Claims (7)

1. 두개의 건전지가 건전지선택 스위치(SW)에 접속되어 각각의 회로부에 전원을 공급하고, 정전압IC를 통하여 압축공기잔량측정 회로부(B)에 항시 일정한 전압을 공급하도록 구성된 전원부(A)와,

   압축공기통의 압을 로드셀과 오피앰프(OPA)로 측정하여 그 압력을 전압(V)으로 출력하고, 역전압방지 다이오드(D1)를 통하여 IC2 의 입력부에 공급하면 IC2 에서는 이 입력전압을 비교하여 그 상태를 발광다이오드LD2,LD3,LD4,LD5 로서 발광하여 시각적으로 압축공기의 잔량을 확인할수 있게하는 압축공기잔량측정 회로부(B)와,

   45˚각도로 서로 직교하게 설치된 두개의 수은위치센서(A)(B)가 동작하면 저항(R10)이 LOW가 되어 트랜지스터(TR3)(TR4)의 에미터전류가 흐르지 못하여 타이머IC IC3가 동작하여 계전기(RY1)를 동작시켜 부저회로(D)에 전원을 공급하여주는 부상자위치 검출회로부(C)와,

   계전기(RY1)의 동작으로 건전지선택 스위치의 직류전원이 공급되면 부저IC IC4가 동작하여 간헐적인 부저신호를 출력트랜지스터 TR5에 보내고 증폭된 이 신호를 출력트랜(OPT)를 통하여 부저를 울려주도록 구성된 부저회로부(D)와,

   그리고 사용중인 건전지가 정전압 다이오드(ZD1)의 역전압 이하가 되면 건전지감시 발광다이오드(LD1)를 점등시켜 건전지의 수명을 시각적으로 경고하여 주는 건전지감시 회로부(E), 의 결합으로 구성된것을 특징으로하는 소방관용 경보회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   부상자위치 검출회로부(C)의 수은위치센서(A)(B)는 두개가 서료 직교하게 45˚각도로 설치되어 있는것을 특징으로하는 소방관용 경보회로.
3. 제 1 항에 있어서,

   부상자위치 검출회로부(C)의 수은위치센서(A)(B)가 압축공기통의(2)의 측면에 설치됨을 특징으로하는 소방관용 경보회로.
4. 제 1 항에 있어서,

   부상자위치 검출회로부(c)는 저항 R11 과 콘덴서 C9 의 충전 시정수 이전에 수은위치센서(A)(B) 의 접점이 떨어지면 타이머IC IC3가 동작하지 않게 구성된것을 특징으로하는 소방관용 경보회로.
5. 제 1 항에 있어서,

   압축공기잔량측정 회로부(B)의 로드셀과 오피앰프(OPA)는 공기관(5)과 압력계(6)사이에 설치됨을 특징으로하는 소방관용 경보회로.
6. 제 1 항에 있어서,

   압축공기잔량측정 회로부(B)의 LD2,LD3,LD4,LD5 는 공기마스크(3)의 전면에설치됨을 특징으로하는 소방관용 경보회로.
7. 제 1 항에 있어서,

   부상자위치 검출회로부(C) 및 부저회로부(D)는 소방관이 일정시간이상 계속 쓰러저 있을때만 작동하도록 구성된것을 특징으로하는 소방관용 경보회로.