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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

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