有害氣體安全報警帽的製作方法

2023-10-05 22:45:49 4

專利名稱：有害氣體安全報警帽的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於有害氣體監測報警的頭盔，是化工、冶金、採礦工作現場使用的一種安全報警帽。
現有的安全防護帽，主要作用是，當頭部遭到外部物件打擊時，保護頭顱安全。這種安全帽多由頭盔、內襯套、繫繩等組成，防護功能單一。
對於有害氣體的安全報警，大多採用專用的監測報警器或報警儀。上海電光器件廠生產的2000系列有害氣體監測報警儀就是專門監測空氣中CO，H2S，SO2，NO，NO2，Cl2，HCL、HCN等有害氣體濃度的小型儀器，可以隨身攜帶，隨時隨地操作使用。在現場工作中，我們發現，由於有害氣體分布不均勻，現場雜音及其它環境因素影響，固定或可攜式監測報警器在險情報警時，往往無人發現，每年都有有害氣體中毒或致死人命現象發生。
本實用新型的目的是提供一種有害氣體安全報警帽，將有害氣體監測報警系統和安全帽結合為一體，可對每一個戴有這種安全頭盔的工作者保護。
有害氣體安全報警帽和其它安全帽一樣，是由外盔(4)、內襯套(內盔)(8)，內盔內的保護繩掛邊(9)組成。它的改進在於，1)在外盔前額部位隆起一空腔(5)，內裝電子監測報警電路系統，外裝檢測器探頭(1)，2)在外盔(4)的後腦部位，隆起一空腔(6)，可內裝電源，3)在外盔(4)的前簷內側裝有發光二極體(7)，4)在外盔(4)的左右兩側，安裝有蜂嗚器(2)，5)在內襯套(8)的頂部裝有動觸頭(10)，在外盔(4)的內頂部裝有定觸頭(3)，兩觸頭構成了電源開關。6)在內襯套(8)的左、右兩側，開有導音孔(11)。
電子監測報警系統的電氣原理為，它由檢測橋電路(12)、放大器(13)、放波發生與閥值設定電路(14)，延時觸發電路(15)、比較器(16)、報警電路(17)、穩壓電路(18)、高低壓交叉循環供電電路(19)組成。
橋式檢測電路(12)是由氣敏元件和電阻組成。主要完成有害氣體→電的轉換。當有害氣體與氣敏元件(探頭1)相接觸時，將引起該敏感元件阻值的大幅度下跌，濃度越大，阻值越小，在橋式檢測電路的對稱臂2個端點上，產生的偏差電壓也越大，該電壓經過 IC1_1線性放大後，送至比較器IC1_2的一個輸入端。
IC1_3和相關的阻容元件構成方波振蕩器，其頻率為1－10HZ，峰值電壓可根據設定要求，予以合理調定(閥值)，然後直接耦合到比較器IC1～2的另一輸入端。
考慮到氣敏元件在初通電時，有一個不穩定過程，故在比較器之後，設計了一個延時觸發電路，其延時時間大致在3－7分鐘之間，以防止誤報警。
報警電路是由集成塊IC3構成。採用HFC9561A，一經觸發，蜂嗚器即可發出警笛聲，同時二隻發光二極體也將閃爍報警。
為了保持電壓穩定，限制功耗，由IC1～4組成穩壓供電，以節省電能，延長電池使用壽命。
由於氣敏元件在高溫下，對有害氣體不甚敏感，並有脫附清洗作用，為了使該元件在最佳工作狀態下工作，採用高低溫交叉循環加熱工作方式，即高壓(5V)加熱清洗60秒，低壓(2V)工作測試30秒循環進行，以利充分發揮作用，故在穩壓電源後，插入一個交叉循環供電電路IC4以實現其要求。
在接通電源後，方波發生電路IC1_3將不斷產生1～10HZ的方波信號，經過比較器，輸出閃光信號，表示電路正常。
當環境中氣體濃度超過安全極限時(可人為調定)其檢測橋輸出的偏差電壓，經過IC1_1放大，和比較器比較後，IC1_2全導通，輸出恆定的高電平，經過延時電路觸發，使報警電路工作，發出聲光報警信號，提醒現場操作人員注意。
由於有害氣體安全報警帽是每人戴一隻，報警蜂嗚器又裝在耳邊，因此，對現場中的噪音及有害氣體不均勻性造成的人員傷亡事故均可克服。
本實用新型除具有其它安全帽的防擊優點外，增加了有害氣體超標報警功能，廣大了使用範圍。


圖1為本實用新型側向45°俯視圖圖2為本實用新型側向45°仰視圖圖3為本實用新型正向正視圖圖4為內襯側向45°俯視圖圖5為本實用新型電氣原理圖實施例外盔選用塑料材料製造，要將前額、後腦、左、右兩側需隆起部位一次成型，保持頭盔外觀光滑。
內襯套(內盔)可選用輕質塑料。所有電子器件都可隱蔽在外盔隆起部位和內襯套之間。外盔和內襯可用膠貼或搭扣鎖合在一起。
頭盔前額部位隆起的外側裝著探頭(主要為氣敏元件)，內側裝著電子監測報警電子系統。頭盔後腦部位隆起的空位內，裝有電源。在頭盔前簷內側，裝有發光二極體(7)。在頭盔左、右兩側耳廓部位，裝有蜂嗚器。在內盔的頂部裝有動觸頭，在外盔內頂部裝有定觸頭，兩觸頭構成了電源開關。在內盔的左、右兩側留有導音孔。
其電子報警電路系統為(見圖5)，它是由檢測橋電路、放大器、方波發生與閥值設定電路、延時觸發電路、比較器、報警電路、穩壓電路、高低壓交叉循環供電電路組成。
電路中，集成塊IC1選用LM324，IC2選μA555，IC3選HFC9561A，IC4選μA555。
工作過程操作者，戴上有害氣體安全報警帽，動、定觸頭接觸，接通了電源，氣敏探頭開始預加熱，5～10秒後，延時電路開啟，接受並輸出電平，送至比較放大電路，通過與閥值電平的比較，限幅、輸出給報警電路。當環境中，有害氣體濃度超過安全標準時，氣敏元件阻抗急劇變化，電橋失衡，變化信號送至比較放大單元，並與閥值電平比較後，輸出電信號，直接驅動聲、光報警。當環境中，有害氣體濃度不超過閥值電平時，比較放大電路不輸出信號，不會出現聲、光報警。
權利要求1.一種有害氣體安全報警帽，它包括頭盔(4)、內襯套(8)、保護繩掛邊(9)及電子監測報警系統，其特徵在於1)在外盔(4)前額部位，隆起一空腔(5)、內裝電子報警電路系統，外裝檢測器探頭(1)，2)在外盔(4)的後腦部位，隆起一空腔(6)，內裝電源，3)在外盔(4)的前簷內側，裝有發光二極體(7)，4)在外盔(4)的左右兩側，裝有蜂嗚器(2)，5)在內襯套(8)的頂部裝有動觸頭(10)，在外盔(4)的內頂部裝有定觸頭(3)，兩觸點構成電源開關，6)在內襯套(8)的左右兩側，開有導音孔(11)，7)電子監測報警系統，它包括有比較器(16)，在比較器(16)的兩個輸入端，一端接監測橋電路(12)和放大器(13)，另一端接方波閥值設定電路(14)，比較器的輸出端接延時觸發電路(15)，延時觸發電路輸出端接報警電路(17)，報警電路(17)外接有聲光顯示器件蜂嗚器(2)、發光二極體(7)，另外，報警系統還有穩壓電路(18)、提供穩壓電源，在穩壓電路中，還接有高低壓交叉循環供電電路(19)，以高低壓交替的方式對氣敏元件(1)供電。
2.根據權利要求1所述的有害氣體安全報警帽，其特徵在於橋式檢測電路(12)是由氣敏元件(1)和電阻組成，放大器(13)由集成電路模塊IC1－1構成，比較器(16)由集成電路模塊IC1－2構成，方波振蕩器(14)是由集成電路模塊IC1－3和相關的阻容元件構成，其振蕩頻率為1～10HZ，延時觸發電路(15)是由集成電路模塊IC2構成，報警電路(17)是由集成電路模塊IC3，構成，穩壓電路(18)是由集成電路模塊IC1－4構成，交叉循環供電電路由集成電路模塊IC4構成。
3.根據權利要求1或2所述安全報警帽，其特徵在於集成電路模塊IC1選用LM324、集成電路模塊IC2選用μA555，集成電路模塊。IC3選用HFC9561A，集成電路模塊IC4選用μA555。
專利摘要本實用新型提供了一種對有害氣體可監測報警的安全帽。這種安全帽是由頭盔、內襯套、繫繩及電子監測報警系統組成。這種安全帽巧妙地在塑料頭盔兩耳廓部位裝了蜂鳴器，在前簷下裝了發光二極體，在頭盔的前額部位裝了報警印刷電路板，可有效地對超標有害氣體實現報警；可克服噪聲大、有害氣體分布不均勻等環境因素造成的誤報現象。本實用新型設計新穎，性能可靠，是化工、冶金礦山接觸有害氣體工作人員的安全保證。
文檔編號G08B21/00GK2144839SQ9223241
公開日1993年10月27日 申請日期1992年8月31日 優先權日1992年8月31日
發明者馮文淵 申請人:馮文淵