一种特种作业生命防护装备的制作方法

1.本实用新型属于特种作业防护技术领域，涉及到一种特种作业生命防护装备。


背景技术：

2.特种作业往往存在一定安全风险，容易导致安全责任事故。针对于特检人员进入到相对封闭的环境，如电梯井或者管道、罐体内部等，可能存在危险，例如可燃气体、缺氧、有毒气体等，都会威胁作业人员的生命安全，因此需要对特种作业人员实施一系列防护设施。


技术实现要素：

3.本实用新型设计了一种特种作业生命防护装备，通过在紧身防护服上设置检测电路，有效的对特种作业人员的生命安全进行保障。
4.本实用新型采用的技术方案是，
5.一种特种作业生命防护装备，包括紧身防护服，所述紧身防护服设有供电单元、气体检测单元、控制单元及与控制单元电路连接的生命检测单元和报警单元；
6.所述供电单元为整个电路提供电源；
7.所述控制单元和报警单元设置在紧身防护服肘臂部的外层，所述气体检测单元设置在紧身防护服肩部的外层，所述生命检测单元包括心跳检测单元、体温检测单元和血压检测单元；
8.所述心跳检测单元设置在紧身防护服胸部的内层，所述心跳检测单元包括压电陶瓷传感器，放大器u4和a/d转换芯片u3；
9.所述体温检测单元设置在紧身防护服腋窝部的内层，所述体温检测单元包括温度传感器，放大器u5和a/d转换芯片u6；
10.所述血压检测单元设置在紧身防护服上部内层，所述血压检测单元包括压力传感器和a/d转换芯片u9；
11.所述气体检测单元包括气体传感器u1、四二输入非门芯片u2、三极管 q1、蜂鸣器bz1和发光二极管led4；
12.所述控制单元包括控制芯片u8、显示芯片u7和开关按键key1；
13.所述报警单元包括发光二极管led1、led2、led3。
14.进一步的，所述压电陶瓷传感器的输出端连接放大器u4的同相输入端，所述放大器u4的输出端借助电阻r5连接所述放大器u4的反相输入端，电阻r5上并联电容c2，所述放大器u4的输出端连接a/d转换芯片u3的vin 管脚，所述a/d转换芯片u3的convst、sclk、dout管脚均连接控制单元，所述a/d转换芯片u3的vin
‑
管脚接地。
15.进一步的，所述温度传感器的输出端连接放大器u5的同相输入端，所述放大器u5的输出端借助电阻r6连接所述放大器u5的反相输入端，电阻 r6上并联电容c5，所述放大器u5的输出端连接a/d转换芯片u6的vin 管脚，所述a/d转换芯片u6的convst、sclk、dout管
脚均连接控制单元，所述a/d转换芯片u6的vin
‑
管脚接地。
16.进一步的，所述压力传感器的输出端连接a/d转换芯片u9的vin 管脚，所述a/d转换芯片u9的convst、sclk、dout管脚均连接控制单元，所述 a/d转换芯片u9的vin
‑
管脚接地。
17.进一步的，所述气体传感器u1的两个h管脚分别借助变阻器rp1和电阻r1串联在5v电源与地之间，所述气体传感器u1的b0、b1管脚连接四二输入非门芯片u2的1a管脚，所述四二输入非门芯片u2的1y管脚连接相互并联的2a、2b管脚，四二输入非门芯片u2的2y管脚依次串联电容c1、电阻r3后连接四二输入非门芯片u2的1b管脚，四二输入非门芯片u2的 2y管脚依次串联电容c1、电阻r2后连接相互并联的2a、2b管脚；
18.四二输入非门芯片u2的2y管脚串联电阻r4后连接三极管q1的基极，三极管q1的集电极串联蜂鸣器bz1后接5v电源，三极管q1的发射极串联发光二极管led4后接地，所述发光二极管led4的导通方向从三极管q1的发射极指向地。
19.进一步的，所述显示芯片u7的sda管脚和scl管脚连接控制芯片u8，所述控制芯片u8的vcc管脚借助开关按键key1连接5v电源。
20.进一步的，所述发光二极管led1的正极连接控制单元，所述发光二极管led1的负极借助电阻r7接地，所述发光二极管led2的正极连接控制单元，所述发光二极管led2的负极借助电阻r8接地，所述发光二极管led3 的正极连接控制单元，所述发光二极管led3的负极借助电阻r9接地。
21.本实用新型的工作原理和有益效果是：
22.气体检测单元对特种作业环境的液化煤气、石油天然气、挥发性可燃气体进行检测报警，心跳检测单元、体温检测单元和血压检测单元分别对特种作业工作人员的心率、呼吸、体温、血压进行实时监测发送至控制单元，经控制单元运算处理，当不符正常生命特征时通过报警单元报警；对特种作业人员的生命状况及作业环境的气体进行实时检测并报警，有效保障了作业人员的生命安全。
23.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
24.图1是本实用新型的电路流程图；
25.图2是本实用新型心跳检测单元的电路图；
26.图3是本实用新型体温检测单元的电路图；
27.图4是本实用新型血压检测单元的电路图；
28.图5是本实用新型气体检测单元的电路图；
29.图6是本实用新型控制单元的电路图；
30.图7是本实用新型报警单元的电路图。
31.其中：1、控制单元；2、气体检测单元；3、供电单元；4、报警单元； 5、生命检测单元；50、血压检测单元；51、体温检测单元；52、心跳检测单元。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.本实用新型为一种特种作业生命防护装备，包括紧身防护服，所述紧身防护服设有供电单元3、气体检测单元2、控制单元1及与控制单元1电路连接的生命检测单元5和报警单元4，所述供电单元3为整个电路提供电源，所述控制单元1和报警单元4设置在紧身防护服肘臂部的外层，所述气体检测单元2设置在紧身防护服肩部的外层；
34.所述生命检测单元5包括心跳检测单元52、体温检测单元51和血压检测单元50，所述心跳检测单元52设置在紧身防护服胸部的内层，所述体温检测单元51设置在紧身防护服腋窝部的内层，所述血压检测单元50设置在紧身防护服上部内层；
35.气体检测单元2对特种作业环境的液化煤气、石油天然气、挥发性可燃气体进行检测报警，心跳检测单元52、体温检测单元51和血压检测单元 50分别对特种作业工作人员的心率、呼吸、体温、血压进行实时监测发送至控制单元1，经控制单元1运算处理，当不符正常生命特征时通过报警单元4报警；对特种作业人员的生命状况及作业环境的气体进行实时检测并报警，有效保障了作业人员的生命安全。
36.如图2所示，所述心跳检测单元52包括压电陶瓷传感器，放大器u4 和a/d转换芯片u3，所述压电陶瓷传感器的输出端连接放大器u4的同相输入端，所述放大器u4的输出端借助电阻r5连接所述放大器u4的反相输入端，电阻r5上并联电容c2，所述放大器u4的输出端连接a/d转换芯片u3 的vin 管脚，所述a/d转换芯片u3的convst、sclk、dout管脚均连接控制单元1，所述a/d转换芯片u3的vin
‑
管脚接地。
37.压电陶瓷传感器将作业人员的心率、呼吸数据信号转换成电信号，由于送来的信号极其微弱，需要用放大器u4将该信号放大，其中电阻r5作为反馈电阻，将放大器u4的输出端与反相输入端连接起来，构成一个带有负反馈的放大电路，电容c2的作用是将高频短路，防止放大器产生自激震荡；放大后的信号经a/d转换芯片u3转换成数字信号发送至控制单元1进行运算处理，判断心跳频率是否正常。
38.如图3所示，所述体温检测单元51包括温度传感器，放大器u5和a/d 转换芯片u6，所述温度传感器的输出端连接放大器u5的同相输入端，所述放大器u5的输出端借助电阻r6连接所述放大器u5的反相输入端，电阻r6 上并联电容c5，所述放大器u5的输出端连接a/d转换芯片u6的vin 管脚，所述a/d转换芯片u6的convst、sclk、dout管脚均连接控制单元1，所述 a/d转换芯片u6的vin
‑
管脚接地。
39.温度传感器将作业人员的体温信号转换成电信号，由于送来的信号及其微弱，需要用放大器u5将该信号放大，其中电阻r6作为反馈电阻，将放大器u5的输出端与反相输入端连接起来，构成一个带有负反馈的放大电路，电容c5的作用是将高频短路，防止放大器产生自激震荡；放大后的信号经a/d转换芯片u6转换成数字信号发送至控制单元1进行运算处理，判断体温是否正常。
40.如图4所示，所述血压检测单元50包括压力传感器和a/d转换芯片u9，所述压力传感器的输出端连接a/d转换芯片u9的vin 管脚，所述a/d转换芯片u9的convst、sclk、dout管脚均连接控制单元1，所述a/d转换芯片 u9的vin
‑
管脚接地。
41.压力传感器将作业人员的血压信号转换成电信号，压力传感器型号为 mpx5050，
内部含有信号运放和信号调节功能，直接连接a/d转换芯片u9, 经a/d转换芯片u9转换成数字信号发送至控制单元1进行运算处理，判断血压是否正常。
42.如图5所示，所述气体检测单元2包括气体传感器u1、四二输入非门芯片u2、三极管q1、蜂鸣器bz1和发光二极管led4，
43.所述气体传感器u1的两个h管脚分别借助变阻器rp1和电阻r1串联在5v电源与地之间，所述气体传感器u1的b0、b1管脚连接四二输入非门芯片u2的1a管脚，所述四二输入非门芯片u2的1y管脚连接相互并联的 2a、2b管脚，四二输入非门芯片u2的2y管脚依次串联电容c1、电阻r3 后连接四二输入非门芯片u2的1b管脚，四二输入非门芯片u2的2y管脚依次串联电容c1、电阻r2后连接相互并联的2a、2b管脚；
44.四二输入非门芯片u2的2y管脚串联电阻r4后连接三极管q1的基极，三极管q1的集电极串联蜂鸣器bz1后接5v电源，三极管q1的发射极串联发光二极管led4后接地，所述发光二极管led4的导通方向从三极管q1的发射极指向地。
45.四二输入非门芯片u2的1a、1b、1y管脚作为与非门ic1使用，2a、 2b、2y管脚作为与非门ic2使用，两个与非门ic1、ic2和外围阻容元件构成多谐振荡器；气体传感器u1型号为mq
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2，当作业环境无可燃性气体或可燃气体浓度在允许范围内时，气体传感器u1的a、b两端之间阻值较大，b 端输出电压较低，电路不工作，当作业环境可燃性气体超过限定值时，b 端输出电压高于ic1转换电压，多谐振荡器工作，四二输入非门芯片的2y 管脚输出振荡信号，经q1放大后，推动蜂鸣器bz1发声报警，发光二极管 led4相应导通，发光报警，能够及时提醒特种作业人员所处环境可燃性气体超标，及时撤离。
46.如图6所示，所述控制单元1包括控制芯片u8、显示芯片u7和开关按键key1，所述显示芯片u7的sda管脚和scl管脚连接控制芯片u8，所述控制芯片u8的vcc管脚借助开关按键key1连接5v电源。
47.控制芯片u8接收生命检测单元5传输的心率、呼吸、体温、血压相对应的数字信号，进行运算处理，通过显示芯片u7直观显示相应数值，当某一项生命特征异常时，驱动报警单元4报警。其中开关设置在控制芯片u8 与电源的连接处，作业人员可通过开关按键启动控制单元1上电自动开启。
48.如图7所示，所述报警单元4包括发光二极管led1、led2、led3，所述发光二极管led1的正极连接控制单元1，所述发光二极管led1的负极借助电阻r7接地，所述发光二极管led2的正极连接控制单元1，所述发光二极管led2的负极借助电阻r8接地，所述发光二极管led3的正极连接控制单元1，所述发光二极管led3的负极借助电阻r9接地。
49.所述发光二极管led1、led2、led3分别对应作业人员的心跳、体温、血压的光报警信号，由控制单元1对生命检测单元传输的信号运算处理，超过正常生命特征的正常值，控制相对应的发光二极管导通，发光报警，提示作业人员生命情况。