專利名稱：水下減壓預(yù)警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種提醒人們注意的預(yù)警儀，尤其是潛水員在上升過程中，及時(shí)提醒潛水員嚴(yán)格按照醫(yī)學(xué)規(guī)定，在不同深度停留必要的時(shí)間進(jìn)行減壓處理的水下減壓預(yù)警儀。
背景技術(shù)：
目前，潛水員在水下訓(xùn)練或作業(yè)時(shí)，普遍穿著軟式潛水服，呼吸的是高壓氣體；當(dāng)潛水員離開高壓環(huán)境向水面上升的過程中，必須嚴(yán)格按照醫(yī)學(xué)規(guī)定，在不同深度停留必要的時(shí)間進(jìn)行減壓，否則，即使上升到水面，輕則發(fā)生減壓病，重則導(dǎo)致人員傷亡。在潛艇艇員的脫險(xiǎn)和訓(xùn)練中同樣存在這一問題，特別是在艇員脫險(xiǎn)過程中這一問題尤為突出。當(dāng)潛艇在海底發(fā)生故障或受到敵方攻擊而無法開動(dòng)時(shí)，艇員須出艇向水面逃生，在這種生死存亡的時(shí)刻，艇員精神高度緊張，難以判斷自身在海底的準(zhǔn)確位置(深度)，對(duì)在什么位置停留多長時(shí)間就更加難以把握，只能憑借平時(shí)訓(xùn)練的經(jīng)驗(yàn)逃生，這是極其危險(xiǎn)的。
現(xiàn)有技術(shù)中的水下減壓預(yù)警裝置，詳見《帶有模擬顯示的電子潛水表(專利號(hào)03157978)》、《帶有模擬顯示的電子潛水表(專利號(hào)03157980)》、《一種用于潛水表的按鈕(專利號(hào)93101278)》。這種儀器雖然也具有顯示水深和引導(dǎo)水下工作人員安全出水的基本功能，采用的也是微電子技術(shù)，但這種儀器設(shè)置了一些按鈕，需要人為操作，這對(duì)于穿著笨重潛水服的水下工作人員來說是件很麻煩的事。另外，水下工作人員只能通過儀器的顯示界面獲取減壓信息，在水渾濁不能看見顯示界面的情況下，這種儀器很難發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的水下減壓預(yù)警裝置的上述不足，提供一種使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的水下減壓預(yù)警儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案水下減壓預(yù)警儀，包括儀器殼體、電源，其改進(jìn)之處在于在所述儀器殼體內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元，壓力傳感器，發(fā)光體，語音裝置，水控開關(guān)，壓力傳感器與數(shù)據(jù)處理單元的輸入端電連接，將采集到的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)，發(fā)光體和語音裝置與數(shù)據(jù)處理單元的輸出端電連接；所述電源經(jīng)水控開關(guān)與數(shù)據(jù)處理單元相連接；在壓力傳感器與數(shù)據(jù)處理單元之間，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換裝置；所述發(fā)光體為兩組，一組為紅色、另一組為綠色。
本實(shí)用新型的水下減壓預(yù)警儀，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用全過程零操作設(shè)計(jì)方案，利用燈光和語音兩種方式同時(shí)提供減壓信息，同時(shí)也可以只選擇燈光的方式，使儀器具有極強(qiáng)的實(shí)用性能。
2、在硬件和軟件上采用了很可靠的保護(hù)措施，使其具有很高的安全性能。
3、整個(gè)儀器采用超低功耗設(shè)計(jì)，同時(shí)選用了容量足夠大的高性能電池，并對(duì)電池容量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使儀器具有非常高的可靠性。
4、只要本儀器一進(jìn)入水中，便自動(dòng)開始工作，完全不需要人為干預(yù)，工作結(jié)束后，儀器自動(dòng)關(guān)閉，根本上解決了操作麻煩的問題，而且節(jié)省能量、延長儀器的使用壽命。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明

圖1是本實(shí)用新型儀器的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路組成框圖；圖3是本實(shí)用新型的原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1中，1-儀器殼體，2-數(shù)據(jù)處理單元，3-電源，4-壓力傳感器，5-發(fā)光體，6-語音裝置，7-水控開關(guān)，本實(shí)用新型的儀器，包括儀器殼體1，儀器殼體1具有良好的密封防水性能，常用的是圓筒體，如φ64×32的圓筒；在儀器殼體1內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元2，電源3，壓力傳感器4，發(fā)光體5，語音裝置6，水控開關(guān)7，壓力傳感器4與數(shù)據(jù)處理單元2的輸入端電連接，將其采集到的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)處理單元2內(nèi)，發(fā)光體5和語音裝置6與數(shù)據(jù)處理單元2的輸出端電連接，在數(shù)據(jù)處理單元2輸出的信號(hào)控制下發(fā)光或產(chǎn)生語音提示作用；電源3經(jīng)常用開關(guān)與數(shù)據(jù)處理單元2相連接。數(shù)據(jù)處理單元2是本儀器的“大腦”，是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中的微處理器或單片機(jī)，具有數(shù)據(jù)識(shí)別、處理、傳輸?shù)裙δ?；電?作為本實(shí)用新型的儀器的動(dòng)力源，為本實(shí)用新型的儀器提供電能，使其正常工作，電源3與數(shù)據(jù)處理單元2相連接；電源3選用高能電池，具有較大容量，使其具有較長的工作時(shí)間。壓力傳感器4選用現(xiàn)有技術(shù)中的裝置，其探頭(測(cè)量頭)與儀器殼體1外部的水或空氣接觸，在水中時(shí)測(cè)量外界水壓的大小，將測(cè)得的水壓信號(hào)輸送到數(shù)據(jù)處理單元2內(nèi)，經(jīng)其處理后得到水深數(shù)據(jù)；發(fā)光體5選用現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光元件，如發(fā)光極管等，在數(shù)據(jù)處理單元2控制下，發(fā)出指示性光源；語音裝置6選用現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)聲器件，如耳機(jī)等，在數(shù)據(jù)處理單元2控制下，發(fā)出提示性聲音；水控開關(guān)7選用現(xiàn)有技術(shù)中的水觸發(fā)控制開關(guān)，控制本儀器電源的通斷，使得本儀器一投入海水中或用導(dǎo)電物體觸發(fā)一下便使電源導(dǎo)通，儀器加電工作。儀器工作結(jié)束后，如果在水面停留時(shí)間超過某一設(shè)定值，如設(shè)定一分鐘，數(shù)據(jù)處理單元2則會(huì)自動(dòng)切斷電源，使本儀器斷電。儀器殼體1及其內(nèi)部元件、導(dǎo)線等采用現(xiàn)有技術(shù)中的密封方式，在此不再詳述。
如圖2中，9-A/D轉(zhuǎn)換裝置；在壓力傳感器4與數(shù)據(jù)處理單元2之間，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換裝置9進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換；壓力傳感器4將測(cè)得的水深模擬信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換裝置9轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)處理單元2能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元2處理后得到實(shí)時(shí)水深數(shù)據(jù)；設(shè)定數(shù)據(jù)處理單元2內(nèi)部定時(shí)器可以得到實(shí)時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)。水控開關(guān)7直接與數(shù)據(jù)處理單元2和電源3相連接，電源3經(jīng)水控開關(guān)7與數(shù)據(jù)處理單元2連接，作為電源3的控制、管理裝置，直接控制電源3的通斷。
在本儀器外殼1表面設(shè)計(jì)一觸點(diǎn)，當(dāng)將儀器投入海水中或用導(dǎo)電體觸發(fā)，內(nèi)部電路會(huì)瞬時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)，數(shù)據(jù)處理單元2立即給出電源啟動(dòng)信號(hào)，使儀器進(jìn)入工作狀態(tài)，此后即使外界觸發(fā)信號(hào)消失，儀器仍處在工作狀態(tài)。在儀器接通電源工作后，如果儀器一直位于水面，既儀器檢測(cè)到的水深信號(hào)為零，則到達(dá)一定時(shí)間后，數(shù)據(jù)處理單元2會(huì)給出電源切斷信號(hào)，此時(shí)如果外界沒有觸發(fā)信號(hào)，整個(gè)儀器的電源會(huì)全部切斷，直到出現(xiàn)下一次觸發(fā)信號(hào)為止。
發(fā)光體5可以為兩組(個(gè))，一組為紅色、另一組為綠色；在上升過程中綠燈閃亮，在停留過程中紅燈閃亮等，方便使用者使用。
如圖3所示，為本實(shí)用新型的工作原理，通過對(duì)減壓表的分析，在常規(guī)情況下減壓方案的選定由水下工作人員到達(dá)的深度以及在水下工作的時(shí)間兩個(gè)參數(shù)確定。因此，本實(shí)用新型預(yù)警儀在工作的過程中需要完成水深測(cè)量、時(shí)間計(jì)算、選取減壓方案、引導(dǎo)減壓出水等幾項(xiàng)工作。
3.1水深測(cè)量原理將壓力傳感器4上的水深信號(hào)由運(yùn)算放大器放大后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換裝置9轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入數(shù)據(jù)處理單元2中。經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元2處理后得到水深數(shù)據(jù)。
3.2時(shí)間測(cè)量原理用數(shù)據(jù)處理單元2內(nèi)部配置的定時(shí)器產(chǎn)生秒信號(hào)，每秒鐘產(chǎn)生一次中斷，計(jì)入計(jì)時(shí)器中，并可以區(qū)別下潛、停留、上升以及減壓等狀態(tài)，分段計(jì)時(shí)。
3.3選定減壓方案原理選定減壓方案必須依據(jù)“減壓表”，水下減壓預(yù)警儀是將“減壓表”中的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理單元2內(nèi)部的Flash存貯器中。在選減壓方案時(shí)，依據(jù)測(cè)得的時(shí)間和水深，在存儲(chǔ)的“減壓表”中找出所需的減壓方案。
3.4減壓出水原理引導(dǎo)減壓出水，是利用語音和燈光提示水下工作人員上升或停留。每個(gè)過程都有語音提示，提示語音是預(yù)先錄制在裝置中的，如“減壓站到，停留減壓”，“減壓時(shí)間到，上升”等。并在整個(gè)過程中伴有燈光指示，如在上升過程中綠燈閃亮，在停留過程中紅燈閃亮等。
3.5安全保障原理水下減壓預(yù)警儀能否正常工作，關(guān)系到水下工作人員的生命安全。為了提高儀器的可靠性，我們選用了帶有內(nèi)部看門狗的數(shù)據(jù)處理單元2，以保證在程序運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)數(shù)據(jù)處理單元2能可靠地重新啟動(dòng)，利用數(shù)據(jù)處理單元2內(nèi)部的EEPROM存儲(chǔ)器保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)，即使是數(shù)據(jù)處理單元2出現(xiàn)了非正常復(fù)位也能正確引導(dǎo)水下工作人員按照“減壓表”的要求安全出水。
權(quán)利要求1.水下減壓預(yù)警儀，包括儀器殼體(1)、電源(3)，其特征在于在所述儀器殼體(1)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元(2)，壓力傳感器(4)，發(fā)光體(5)，語音裝置(6)，壓力傳感器(4)與數(shù)據(jù)處理單元(2)的輸入端電連接，將采集到的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)處理單元(2)內(nèi)；發(fā)光體(5)和語音裝置(6)與數(shù)據(jù)處理單元(2)的輸出端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下減壓預(yù)警儀，其特征在于在所述儀器殼體(1)內(nèi)設(shè)置水控開關(guān)(7)，所述電源(3)經(jīng)水控開關(guān)(7)與數(shù)據(jù)處理單元(2)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水下減壓預(yù)警儀，其特征在于在壓力傳感器(4)與數(shù)據(jù)處理單元(2)之間，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換裝置(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下減壓預(yù)警儀，其特征在于所述發(fā)光體(5)為兩組，一組為紅色、另一組為綠色。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水下減壓預(yù)警儀，包括儀器殼體、電源，其改進(jìn)之處在于在所述儀器殼體內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元，壓力傳感器，發(fā)光體，語音裝置，水控開關(guān)，壓力傳感器與數(shù)據(jù)處理單元的輸入端電連接，將采集到的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)，發(fā)光體和語音裝置與數(shù)據(jù)處理單元的輸出端電連接；所述電源經(jīng)水控開關(guān)與數(shù)據(jù)處理單元相連接。本實(shí)用新型的減壓預(yù)警儀，采用全過程零操作設(shè)計(jì)方案，利用燈光和語音兩種方式同時(shí)提供減壓信息，同時(shí)也可以只選擇燈光的方式，使儀器具有極強(qiáng)的實(shí)用性能、有很高的安全性能、有非常高的可靠性。
文檔編號(hào)G01D7/00GK2890871SQ20062011043
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者胡曉華, 陳光友, 章文久 申請(qǐng)人:重慶華渝電氣儀表總廠