[實(shí)用新型]用于有限空間作業(yè)環(huán)境安全預(yù)警的可佩帶式設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220027040.1
• 申請(qǐng)日: 2012-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN202394375U
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃毅俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州北昆信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G08C17/02
• 分類號(hào): G08C17/02;H04L29/08;G01N33/00;A61B5/00;G08B21/02
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所 33206
• 代理人: 戴曉翔

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，屬于集成可感知作業(yè)環(huán)境關(guān)鍵物理參數(shù)的設(shè)備領(lǐng)域。具體地說涉及一種能夠檢測(cè)有限空間中作業(yè)環(huán)境安全性及作業(yè)人員生理參數(shù)的可佩戴時(shí)設(shè)備，為作業(yè)人員意外傷害的有效預(yù)警與防范提供支撐。

背景技術(shù)

有限空間是指封閉或部分封閉，進(jìn)出口較為狹窄有限，未被設(shè)計(jì)為固定工作場(chǎng)所，自然通風(fēng)不良，易造成有毒有害、易燃易爆物質(zhì)積聚或氧含量不足的空間。有限空間作業(yè)是指作業(yè)人員進(jìn)入有限空間實(shí)施的作業(yè)活動(dòng)，在有限空間中的作業(yè)人員面臨著極大的生命安全風(fēng)險(xiǎn)。

密閉空間對(duì)于作業(yè)人員的最大危險(xiǎn)還是來自于其中的有毒有害氣體。美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全和健康研究院(NIOSH)和美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全和健康協(xié)會(huì)(OSHA)的研究報(bào)告都表明很多致命的密閉空間事故的發(fā)生都同所在空間的氣體組份有關(guān)。這些危險(xiǎn)組份既可能在作業(yè)人員進(jìn)入密閉空間之前產(chǎn)生存在，也可能由于他們?cè)谄溟g的活動(dòng)形成。缺乏在作業(yè)人員進(jìn)入密閉空間之前和在其中工作過程中對(duì)于危險(xiǎn)氣體的檢測(cè)是絕大多數(shù)密閉空間事故發(fā)生的重要原因。同時(shí)，由于個(gè)體差異，同樣的環(huán)境條件下，作業(yè)人員的生理參數(shù)千差萬別。因此，急需能同時(shí)能檢測(cè)環(huán)境有毒有害氣體與作業(yè)人員生理參數(shù)的便攜式檢測(cè)設(shè)備。

現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備無法有效適用于有限空間作業(yè)應(yīng)用，無法對(duì)環(huán)境安全情況與作業(yè)人員生理參數(shù)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),而且現(xiàn)有作業(yè)環(huán)境感知設(shè)備由于體積大、不便攜帶、感知參數(shù)過于單一等缺點(diǎn)均無法適用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新型用于有限空間作業(yè)環(huán)境安全預(yù)警的可佩帶式設(shè)備，該設(shè)備不僅能檢測(cè)出作業(yè)環(huán)境的有毒有害氣體信息，而且能對(duì)作業(yè)人員生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。為此，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。

用于有限空間作業(yè)環(huán)境安全預(yù)警的可佩帶式設(shè)備，其特征是：包括主控MCU、有毒有害氣體檢測(cè)模塊組、作業(yè)人員生理參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊組、GPRS模塊、顯示模塊以及供電的電源，所述的有毒有害氣體檢測(cè)模塊組包括即插即用的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，所述的作業(yè)人員生理參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊組包括即插即用的生理參數(shù)傳感器，所述的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器將測(cè)得的環(huán)境狀態(tài)采樣值傳輸至主控MCU，所述的生理參數(shù)傳感器將作業(yè)人員的生理參數(shù)采樣值通過數(shù)據(jù)線傳輸至主控MCU，主控MCU采用數(shù)據(jù)融合算法，將算出的環(huán)境安全程度以及作業(yè)人員的生理健康狀態(tài)輸出至顯示模塊和GPRS模塊。實(shí)際使用時(shí)，首先，根據(jù)作業(yè)類型的不同（如市政工程或石化工業(yè)），確定可能的有毒有害氣體類型；有限空間中的危險(xiǎn)氣體大致可以分為三大類：氧氣水平(不足或過量)、可燃?xì)怏w、有毒氣體，很多情況下，一氧化碳和硫化氫被認(rèn)為是致人死命的禍?zhǔn)住５F(xiàn)實(shí)的情況可能更為復(fù)雜，某些有毒氣體并不常見，但它們引起的危害可能更為致命，尤其可能對(duì)作業(yè)人員造成長(zhǎng)期的身體損壞和生命威脅。如工人在清洗苯罐時(shí)，罐中殘留的苯蒸氣就足以造成工人短期或長(zhǎng)期的中毒反應(yīng)(苯的立即致死量是500ppm)。因此，根據(jù)作業(yè)類型選擇相應(yīng)的氣體檢測(cè)模塊，對(duì)可能的環(huán)境安全狀況進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)警，對(duì)于保障作業(yè)人員生命安全具有重要意義。其次，根據(jù)氣體類型，選擇相應(yīng)的即插即用檢測(cè)模塊。此外，除了環(huán)境安全信息，本便攜設(shè)備還集成了常見的人體生理參數(shù)傳感器，以檢測(cè)作業(yè)人員的生理狀態(tài)，從而更加精確、有效地判斷作業(yè)環(huán)境對(duì)作業(yè)人員的損害與影響。最后，在軟件中進(jìn)行相應(yīng)的選擇與配置，實(shí)現(xiàn)特定的檢測(cè)功能。便攜設(shè)備周期性地采集人體生理參數(shù)傳感器的輸出值，并通過GPRS模塊發(fā)送到中心服務(wù)器，服務(wù)器軟件根據(jù)環(huán)境氣體濃度信息，通過信息融合算法判斷作業(yè)人員處在正常作業(yè)還是異常狀態(tài)（如氣體中毒等），并觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警和救援動(dòng)作，從而避免有限空間作業(yè)的意外傷亡事故，以實(shí)現(xiàn)提供遠(yuǎn)程報(bào)警與通訊功能。

對(duì)于上述技術(shù)方案的完善和補(bǔ)充，可以增加如下技術(shù)特征或其組合。

所述的有毒有害氣體檢測(cè)模塊組和作業(yè)人員生理參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊組均采用即插即用的接口。這樣可根據(jù)具體實(shí)際作業(yè)環(huán)境（如城市公共設(shè)施、石化工業(yè)等）選擇不同的傳感器組，功能實(shí)用，體積小、易攜帶；電路原理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)難度小。?

所述的主控MCU為低功耗芯片，所述的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器包括MEMS傳感器芯片。本裝置采用的主控MCU為低功耗的TI?MSP430?1611；GPRS模塊采用中興ME3000_V2；有毒有害氣體傳感器選擇主流的MEMS傳感器芯片；生理參數(shù)傳感器也選擇相應(yīng)成熟的檢測(cè)模塊。這樣采用低成本、低功耗芯片及MEMS傳感器芯片，總體成本及功耗低，在電池供電情況下，可長(zhǎng)期使用。