高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器制造技术

本发明专利技术公开了高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，涉及呼吸器技术领域，具体为高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，包括电路板，还包括供电组件，所述电路板上设置有MCU单片机处理芯片、氧气传感器、有害气体传感器a、有害气体传感器b、温度传感器，所述电路板上设置有程序下载接口、UART调试接口、电磁阀驱动电路、风机控制电路以及报警蜂鸣器和报警指示灯。该高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，通过供电组件的使用，采用12V聚合物电池进行供电，池供电，便携式设计，摒弃了传统呼吸器背后长长的托管，大大拓展了作业人员的活动范围，增强了佩戴人员的舒适感。增强了佩戴人员的舒适感。增强了佩戴人员的舒适感。

【技术实现步骤摘要】
高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器


[0001]本专利技术涉及呼吸器
，具体为高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器。

技术介绍

[0002]目前市场上的高原送风增氧过滤呼吸器，一般是以空气为原料，通过加压方式来提高局部空气浓度来实现增氧，然而在高海拔(低气压)条件下，由于环境空气中的氧气含量本身就非常稀薄，况且隧道内作业人员人体所需吸入的氧气量有较大，所以使用这样传统的增氧呼吸器，会由于缺氧而导致的头痛、食欲不振、心慌等一第列症状。而对于那种固定释放氧气的氧气瓶，由于缺乏氧气含量检测机制，导致氧气浪费或者供氧不足的缺点。针对高原尤其是3500米以上地区的隧道作业环境，急需一种全新的增氧过滤装置，因此我们提出了一种高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，包括电路板，还包括供电组件，所述电路板上设置有MCU单片机处理芯片、氧气传感器、有害气体传感器a、有害气体传感器b、温度传感器，所述电路板上设置有程序下载接口、UART调试接口、电磁阀驱动电路、风机控制电路以及报警蜂鸣器和报警指示灯。
[0005]可选的，所述电磁阀驱动电路电性连接有氧气瓶流量控制电磁阀，所述风机控制电路电性连接有风机。
[0006]可选的，所述程序下载接口、UART调试接口、电磁阀驱动电路、风机控制电路以及报警蜂鸣器和报警指示灯均与MCU单片机处理芯片电性连接，所述MCU单片机处理芯片上固定安装有数字GPIO输出接口，所述MCU单片机处理芯片通过数字GPIO输出接口经过分别与电磁阀驱动电路、风机控制电路电性连接。
[0007]可选的，所述供电组件包括12V聚合物电池、以及电池电路，所述12V聚合物电池与电路板、氧气瓶流量控制电磁阀以及风机电性连接。
[0008]可选的，所述电路板、供电组件以及风机均安装在呼吸器面罩内部，
[0009]可选的，所述电路板上还设置有信号调理电路。
[0010]本专利技术提供了高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，具备以下有益效果：
[0011]1、该高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，通过在传统的送风增氧过滤呼吸器内部增加一块电路板，将电路板安装在呼吸器面罩内部，配合氧气传感器、温度传感器的使用，通过实时采样面罩内部的氧气含量和温度等参数，并对采样数据进行线性校正和温度补偿之后，经过PID比例积分运算，控制氧气瓶流量控制电磁阀的开启/关闭比例时间，从而实现面罩内部氧气含量的恒定控制；同时借助于电路板上设计的有害气体传感器a、有害气体传感器b，实时监测面罩内有害气体的含量变化，从而简介判断出面罩前端过滤功能是否
性能下降，并通过报警蜂鸣器和报警指示灯给出声光报警，通过精确的闭环控制和智能算法，实现了氧气消耗的精细化管理，大大延长了氧气瓶的使用时长，可以实现过滤装置堵塞、破损等失效检测与报警，进一步则增强了可靠性。
[0012]2、该高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，通过供电组件的使用，采用12V聚合物电池进行供电，便携式设计，摒弃了传统呼吸器背后长长的托管，大大拓展了作业人员的活动范围，增强了佩戴人员的舒适感。
附图说明
[0013]图1为本专利技术结构示意图；
[0014]图2为本专利技术程序下载接口电路图；
[0015]图3为本专利技术调试接口的结构示意图；
[0016]图4为本专利技术报警器的结构示意图；
[0017]图5为本专利技术氧气瓶流量控制电磁阀的电路示意图；
[0018]图6为本专利技术氧气传感器的电路示意图；
[0019]图7为本专利技术有害气体传感器a的电路示意图；
[0020]图8为本专利技术有害气体传感器b的电路示意图；
[0021]图9为本专利技术电池电路的结构示意图；
[0022]图10为本专利技术供电组件的结构示意图。
[0023]图中：1、电路板；2、MCU单片机处理芯片；3、氧气传感器；4、有害气体传感器a；5、有害气体传感器b；6、温度传感器；7、12V聚合物电池；8、程序下载接口；9、UART调试接口；10、电磁阀驱动电路；11、风机控制电路；12、报警蜂鸣器；13、报警指示灯。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]实施例一：参照图1－图10，本专利技术提供了高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，包括电路板1，还包括供电组件，电路板1上设置有MCU单片机处理芯片2、氧气传感器3、有害气体传感器a4、有害气体传感器b5、温度传感器6，电路板1上设置有程序下载接口8、UART调试接口9、电磁阀驱动电路10、风机控制电路11以及报警蜂鸣器12和报警指示灯13。
[0026]氧气传感器3实现面罩内部氧气含量的检测，输出的电流信号与氧气含量有量化关联关系，数据的非线性校正及温度补偿则通过2内部的数据软件来实现；
[0027]有害气体传感器a实现面罩内部对氨气、硫化物、苯系蒸气、烟雾的检测，输出的电流信号与有害气体含量4有量化关联关系，数据的非线性校正及温度补偿则通过2内部的数据软件来实现；
[0028]其中，有害气体传感器b5实现面罩内部甲醛、一氧化碳、氢气、挥发性有机化合物(VOC)的检测，输出的电流信号与有害气体含量有量化关联关系，数据的非线性校正及温度补偿则通过2内部的数据软件来实现；
[0029]其中，温度传感器6为高性能的半导体温度传感器，由于氧气传感器3、有害气体传感器a4，有害气体传感器b5的输出特性均表现出较大的温度关联性，因此在本产品中增加
了一个高性能的半导体温度传感器，在MCU单片机处理芯片2内部集成了模拟信号和数字接口信号，直接输出I2C数字信号与MCU单片机处理芯片2连接，MCU单片机处理芯片2通过I2C接口循环访问温度传感器6，从而获取面罩内的温度，进而对各个气体含量传感器的采样数值进行补偿校正；
[0030]其中，电磁阀驱动电路10电性连接有氧气瓶流量控制电磁阀，风机控制电路11电性连接有风机。氧气瓶流量控制电磁阀安装在氧气瓶上，且氧气瓶安装在呼吸器内部。
[0031]其中，程序下载接口8、UART调试接口9、电磁阀驱动电路10、风机控制电路11以及报警蜂鸣器12和报警指示灯13均与MCU单片机处理芯片2电性连接，MCU单片机处理芯片2上固定安装有数字GPIO输出接口，MCU单片机处理芯片2通过数字GPIO输出接口经过分别与电磁阀驱动电路10、风机控制电路11电性连接。
[0032]其中，MCU单片机处理芯片2的数字GPIO输出接口经过电磁阀驱动电路放大后，实现对氧气瓶流量控制电磁阀的通断控制；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，包括电路板(1)，其特征在于：还包括供电组件，所述电路板(1)上设置有MCU单片机处理芯片(2)、氧气传感器(3)、有害气体传感器a(4)、有害气体传感器b(5)、温度传感器(6)，所述电路板(1)上设置有程序下载接口(8)、UART调试接口(9)、电磁阀驱动电路(10)、风机控制电路(11)以及报警蜂鸣器(12)和报警指示灯(13)。2.根据权利要求1所述的高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，其特征在于：所述电磁阀驱动电路(10)电性连接有氧气瓶流量控制电磁阀，所述风机控制电路(11)电性连接有风机。3.根据权利要求1所述的高海拔隧道作业用送风增氧过滤呼吸器，其特征在于：所述程序下载接口(8)、UART调试接口(9)、电磁阀驱动电路(10)、风机控制电路(11)以及报...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏俊，刘永宏，
申请(专利权)人：山西新华化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：