一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器的制造方法
【專利摘要】一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，包括單片機(jī)控制單元以及與單片機(jī)控制單元連接的壓力表傳感器、運動傳感器、功能按鍵、開關(guān)按鍵、電池防反接電路、DC-DC升壓電路、壓力平視顯示發(fā)射電路、電子聲光報警電路、LED指示電路，所述壓力傳感器為利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器，包括表盤、指針以及安裝在表盤一面的和表盤同軸的紅外發(fā)射管陣列、紅外發(fā)射管固定支架和安裝在表盤另一面的和表盤同軸的紅外接收管固定支架、紅外接收管陣列。本設(shè)計實現(xiàn)氣瓶壓力值以電信號形式輸出并采用電子聲光報警方式，無需額外耗氣，保證了使用人員的安全撤離時間，安全系數(shù)較高，成本低廉。
【專利說明】一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計涉及利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，屬于消防設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，呼吸器壓力表報警器主要有以下兩種:利用指針式壓力表和報警哨構(gòu)成，該方法結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但是氣瓶壓力值無法以電信號的形式輸出，不便于后續(xù)處理和功能擴(kuò)展，報警功能是在氣瓶氣壓不足時利用氣瓶氣體沖擊報警哨實現(xiàn)的，從而大大縮短了救援人員的撤離時間，降低了產(chǎn)品的安全性。
[0003]利用壓力傳感器檢測氣瓶壓力方式實現(xiàn)的帶報警功能的電子壓力表，該方法結(jié)構(gòu)簡單，氣瓶壓力值以電信號的形式輸出，便于后續(xù)處理和功能擴(kuò)展，電子聲光報警方式無需額外消耗氣瓶氣體，從而最大限度保證使用人員的安全撤離時間，提高了安全系數(shù)，但是該方法成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本設(shè)計的目的是提供一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器來檢測氣瓶壓力，實現(xiàn)氣瓶壓力值以電信號形式輸出并采用電子聲光報警方式，無需額外耗氣，保證了使用人員的安全撤離時間，安全系數(shù)較高。而利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器是利用特殊工藝在不接觸壓力表的指針及表芯部件，不影響傳統(tǒng)壓力表精度的前提下對傳統(tǒng)指針式模擬表加以改造，增加成本有限，故其仍具有傳統(tǒng)指針式模擬表的成本低廉的特點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本設(shè)計是通過以下技術(shù)手段來實現(xiàn)的:
[0006]一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，包括單片機(jī)控制單元以及與單片機(jī)控制單元連接的壓力表傳感器、運動傳感器、功能按鍵、開關(guān)按鍵、電池防反接電路、00-00升壓電路、壓力平視顯示發(fā)射電路、電子聲光報警電路、120指示電路，其特征在于:所述壓力傳感器為利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器，包括表盤、指針以及安裝在表盤一面的和表盤同軸的紅外發(fā)射管陣列、紅外發(fā)射管固定支架和安裝在表盤另一面的和表盤同軸的紅外接收管固定支架、紅外接收管陣列；
[0007]所述表盤上均布有與表盤同圓心的圓心在同一圓周上的透射孔，所述透射孔圓心所在圓周直徑大于表盤數(shù)字刻度圓周直徑；
[0008]所述指針針頭寬度為所述表盤上的透射孔孔徑與孔距之和，所述指針針頭覆蓋表盤透射孔；
[0009]所述紅外發(fā)射管固定支架與所述紅外接收管固定支架設(shè)有與表盤透射孔一一對應(yīng)的透射孔，所述紅外發(fā)射管陣列的紅外發(fā)射管一一對應(yīng)安裝在所述紅外發(fā)射管固定支架的透射孔內(nèi)；所述紅外接收管陣列的紅外接收管一一對應(yīng)安裝在所述紅外接收管固定支架的透射孔內(nèi)。
[0010]優(yōu)選的:
[0011]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述透射孔直徑為1.5皿，所述透射孔孔距為2.7皿，所述指針針頭寬度為4.2皿。
[0012]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述指針厚度為0.4111111。
[0013]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述紅外發(fā)射管固定支架、紅外接收管固定支架通過螺釘與表盤連接。
[0014]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述電子聲光報警電路由高響度蜂鳴器和4個高亮[￡0燈組成。
[0015]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述壓力平視顯示發(fā)射電路采用2.46專用藍(lán)牙模塊。
[0016]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述[￡0指示電路由紅綠雙色指示燈、藍(lán)色配對指示燈、紅黃綠3色氣量指示燈等組成。
[0017]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述運動傳感器使用陀螺儀。
[0018]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述功能按鍵和開關(guān)按鍵為不自鎖按鍵。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器來檢測氣瓶壓力，實現(xiàn)氣瓶壓力值以電信號形式輸出并采用電子聲光報警方式，無需額外耗氣，保證了使用人員的安全撤離時間，安全系數(shù)較高，成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本設(shè)計組成示意圖，圖2為本設(shè)計組成示意圖，圖3為表盤示意圖，圖4為表盤與指針結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為指針結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)號的含義如下:1紅外發(fā)射管陣列，2紅外發(fā)射管固定支架，3表盤，4指針，5紅外接收管固定支架，6紅外接收管陣列，7螺釘，8透射孔，9指針針頭。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合說明書附圖，對設(shè)計作進(jìn)一步的說明。
[0023]如圖1-5所示，一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，包括單片機(jī)控制單元以及與單片機(jī)控制單元連接的壓力表傳感器、運動傳感器、功能按鍵、開關(guān)按鍵、電池防反接電路、000(:升壓電路、壓力平視顯示發(fā)射電路、電子聲光報警電路、120指示電路，其特征在于:包括表盤4、指針3以及安裝在表盤4 一面的和表盤4同軸的紅外發(fā)射管陣列1、紅外發(fā)射管固定支架2和安裝在表盤4另一面的和表盤4同軸的紅外接收管固定支架5、紅外接收管陣列6 ；
[0024]所述表盤上均布有與表盤同圓心的圓心在同一圓周上的透射孔8，所述透射孔8圓心所在圓周直徑大于表盤數(shù)字刻度圓周直徑；
[0025]所述指針針頭9寬度為所述表盤上的透射孔孔徑與孔距之和，所述指針針頭9覆蓋表盤透射孔；
[0026]所述紅外發(fā)射管固定支架2與所述紅外接收管固定支架5設(shè)有與表盤透射孔一一對應(yīng)的透射孔，所述紅外發(fā)射管陣列1的紅外發(fā)射管一一對應(yīng)安裝在所述紅外發(fā)射管固定支架2的透射孔內(nèi)；所述紅外接收管陣列6的紅外接收管一一對應(yīng)安裝在所述紅外接收管固定支架5的透射孔內(nèi)。
[0027]優(yōu)選的:
[0028]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述透射孔8直徑為1.5皿，所述透射孔8孔距為2.7皿，所述指針針頭9寬度為4.2皿。
[0029]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述指針厚度為0.4111111。
[0030]所述的一種一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述紅外發(fā)射管固定支架2、紅外接收管固定支架5通過螺釘7與表盤4連接。
[0031]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述電子聲光報警電路由高響度蜂鳴器和4個高亮[￡0燈組成。
[0032]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述壓力平視顯示發(fā)射電路采用2.46專用藍(lán)牙模塊。
[0033]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述[￡0指示電路由紅綠雙色指示燈、藍(lán)色配對指示燈、紅黃綠3色氣量指示燈等組成。
[0034]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述運動傳感器使用陀螺儀。
[0035]所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述功能按鍵和開關(guān)按鍵為不自鎖按鍵。
[0036]本發(fā)明采用低功耗處理，電池部分采用1節(jié)(^1234電池供電即可滿足需求。電池通過專用防反接電路直接給單片機(jī)控制單元供電。電池防反接電路可以保證在電池接反的情況下不至于損壞產(chǎn)品。在關(guān)機(jī)或者沒與氣瓶接通時，單片機(jī)處于超低功耗休眠狀態(tài)，靜態(tài)電流平均為50 V八，在此狀態(tài)下1節(jié)0^123八電池可使用2年之久。
[0037]功能按鍵和開關(guān)按鍵均為不自鎖按鍵，分別與單片機(jī)兩個不同管腳相連。當(dāng)按鍵沒有按下時，單片機(jī)相應(yīng)管腳為高電平；當(dāng)按鍵按下時，單片機(jī)相應(yīng)管腳為低電平。單片機(jī)通過相應(yīng)管腳的電平是否為低來判斷相應(yīng)按鍵是否按下，通過內(nèi)部定時/計數(shù)器計按鍵按下時間的長短來判斷按鍵是長按還是短按。
[0038]當(dāng)長按開關(guān)按鍵時，單片機(jī)使能000(:升壓電路給電路其它各部分供電，完成開機(jī)操作。再次長按開關(guān)按鍵(氣瓶已關(guān)),單片機(jī)取消000(:升壓電路使能輸出，完成關(guān)機(jī)操作。如此反復(fù)，實現(xiàn)開關(guān)機(jī)操作。
[0039]電子聲光報警電路由高響度蜂鳴器和4個高亮[￡0燈組成，利用蜂鳴器發(fā)聲、120燈發(fā)光產(chǎn)生相應(yīng)聲光報警信號。
[0040][￡0指示電路由紅綠雙色指示燈(綠燈表示開機(jī)、正常工作狀態(tài)；紅燈閃爍表示電池欠壓\藍(lán)色配對指示燈、紅黃綠3色氣量指示燈等組成。
[0041]利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器檢測氣瓶壓力值，并將壓力值以電信號形式輸出給單片機(jī)。單片機(jī)接收到利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器提供的氣瓶氣量電信號后通過相應(yīng)計算得出氣瓶氣量，控制120指示電路中的紅黃綠3色氣量指示燈指示:
[0042]氣瓶氣量多101？^時，綠燈亮；
[0043]101？3 ?氣瓶氣量彡61？3時，黃燈亮；
[0044]氣瓶氣量? 61？3時，紅燈閃亮，并控制電子聲光報警電路發(fā)出聲光報警；
[0045]此外，當(dāng)本發(fā)明處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時，只要打開氣瓶，利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器檢測氣瓶壓力值時，單片機(jī)會使能000(:升壓電路給電路供電，實現(xiàn)有氣自動開機(jī)的功能。
[0046]壓力平視顯示⑶耶)發(fā)射電路采用2.%專用藍(lán)牙模塊。單片機(jī)計算出氣瓶氣量后通過2.46專用藍(lán)牙模塊將氣瓶氣量信息無線傳輸給與之配套的氣瓶壓力平視顯示裝置。氣瓶壓力平視顯示裝置與呼吸器壓力表報警器需通過配對操作實現(xiàn)配對連接。
[0047]具體對碼操作為同時長按開關(guān)按鍵和功能按鍵使得呼吸器壓力表報警器進(jìn)入配對狀態(tài)，藍(lán)色[￡0燈閃爍，配對狀態(tài)持續(xù)時間30秒鐘，在此狀態(tài)下，按住氣瓶壓力平視顯示裝置的配對按鍵2秒鐘即可完成配對，配對成功后藍(lán)燈每3秒鐘閃爍一次，表示電子壓力表處于連接狀態(tài)。
[0048]運動傳感器使用陀螺儀，可以將使用人員的作業(yè)活動轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電信號并提供給單片機(jī)，單片機(jī)通過相關(guān)計算確定使用人員是否有作業(yè)活動。當(dāng)單片機(jī)通過陀螺儀檢測到使用人員連續(xù)靜止超過30秒時，單片機(jī)自動控制電子聲光報警電路發(fā)出預(yù)報警信號，持續(xù)15秒，在此期間使用人員可以通過作業(yè)活動或者短按功能按鍵的方式撤銷報警信號；當(dāng)單片機(jī)通過陀螺儀檢測到使用人員連續(xù)靜止超過45秒時，單片機(jī)自動控制電子聲光報警電路發(fā)出有別于預(yù)報警信號的報警信號，此時使用人員只能通過短按功能按鍵的方式撤銷報警信號，否則將會一直報警，實現(xiàn)自動呼救功能。此外，當(dāng)遇到危險需要呼救時，使用人員也可以通過長按功能按鍵的方式主動呼救。主動呼救和自動呼救構(gòu)成了完整的呼救器功能，從而提尚廣品的安全性。
[0049]單片機(jī)通過八/0轉(zhuǎn)換接口對電池電壓進(jìn)行采樣計算的方法實現(xiàn)準(zhǔn)確測量電池電壓，從而有效測量電池電量。當(dāng)電池電量不足時，單片機(jī)通過控制[￡0指示電路的電源指示燈紅燈閃爍的方式進(jìn)行電池低壓報警，在此狀態(tài)下本發(fā)明仍能繼續(xù)工作1天。
[0050]本設(shè)計優(yōu)點是:1.不用壓電式、碳膜式等傳統(tǒng)壓力傳感器，本發(fā)明利用具有結(jié)構(gòu)精巧、操作簡單、成本低廉等特點的指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器，使得本發(fā)明在沒有明顯增加成本的前提下，也可以和價格昂貴的數(shù)字壓力表具有同等功能，使得本發(fā)明在市場競爭中價格優(yōu)勢明顯，性價比較高。
[0051]2.特殊結(jié)構(gòu)(特制表盤、特制指針、特制發(fā)射管和接收管安裝支架)可以保證本發(fā)明在既具有模擬表成本低廉、使用方便的同時，還可以將結(jié)果以電信號的形式輸出，便于后續(xù)電路處理；
[0052]3.利用紅外二極管對射原理在保證可以準(zhǔn)確捕捉指針位置的同時，成本增加較低，保證了較高性價比；
[0053]4.全量程捕捉，精度等級可達(dá)到1.0以上。
[0054]本發(fā)明主要應(yīng)用場合為船舶和消防救援時使用，結(jié)構(gòu)上采用防水防爆設(shè)計，防護(hù)等級達(dá)到1？67，以滿足實際使用場合的需要。
[0055]以上顯示和描述了本設(shè)計的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本設(shè)計不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本設(shè)計的原理，在不脫離本設(shè)計精神和范圍的前提下，本設(shè)計還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本設(shè)計范圍內(nèi)。本設(shè)計要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，包括單片機(jī)控制單元以及以與單片機(jī)控制單元連接的壓力表傳感器、運動傳感器、功能按鍵、開關(guān)按鍵、電池防反接電路、DC-DC升壓電路、壓力平視顯示發(fā)射電路、電子聲光報警電路、LED指示電路，其特征在于:所述壓力表傳感器為利用指針定位的光電方式全量程壓力表傳感器，包括表盤、指針以及安裝在表盤一面的和表盤同軸的紅外發(fā)射管陣列、紅外發(fā)射管固定支架和安裝在表盤另一面的和表盤同軸的紅外接收管固定支架、紅外接收管陣列； 所述表盤上均布有與表盤同圓心的圓心在同一圓周上的透射孔，所述透射孔圓心所在圓周直徑大于表盤數(shù)字刻度圓周直徑； 所述指針針頭寬度為所述表盤上的透射孔孔徑與孔距之和，所述指針針頭覆蓋表盤透射孔； 所述紅外發(fā)射管固定支架與所述紅外接收管固定支架設(shè)有與表盤透射孔一一對應(yīng)的透射孔，所述紅外發(fā)射管陣列的紅外發(fā)射管一一對應(yīng)安裝在所述紅外發(fā)射管固定支架的透射孔內(nèi)；所述紅外接收管陣列的紅外接收管一一對應(yīng)安裝在所述紅外接收管固定支架的透射孔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述透射孔直徑為1.5mm，所述透射孔孔距為2.7mm，所述指針針頭寬度為4.2mm0
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述指針厚度為0.4_。
4.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述紅外發(fā)射管固定支架、紅外接收管固定支架通過螺釘與表盤連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述電子聲光報警電路由高響度蜂鳴器和4個高亮LED燈組成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述壓力平視顯示發(fā)射電路采用2.4G專用藍(lán)牙模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述LED指示電路由紅綠雙色指示燈、藍(lán)色配對指示燈、紅黃綠3色氣量指示燈組成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述運動傳感器使用陀螺儀。
9.如權(quán)利要求1所述的一種利用光電原理及指針位置實現(xiàn)的呼吸器壓力表報警器，其特征在于:所述功能按鍵和開關(guān)按鍵均為不自鎖按鍵。
【文檔編號】G01L19/12GK204214595SQ201420408113
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】吳利民, 王新文, 廖振浩 申請人:南京正澤科技有限公司