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[導讀]摘要:活氧呼吸面罩是基于麥克風傳感器的具有自動呼吸調(diào)控功能和智能化報警系統(tǒng)的新型間斷式節(jié)約供氧呼吸面罩產(chǎn)品。本產(chǎn)品通過檢測使用者的呼吸狀態(tài)來控制供氧管的通斷以達到延長氧氣使用時間的目的,并且當呼吸異常時,還可以進行智能報警。

作品介紹

OBM活氧呼吸面罩是基于麥克風傳感器的具有呼吸自動調(diào)控、監(jiān)測及報警功能的新型節(jié)氣呼吸系統(tǒng)。它最大的特色是可延長氧氣的使用時間。本產(chǎn)品通過檢測使用者的呼吸狀態(tài)來控制輸氣管的通斷以達到節(jié)約氧氣、延長氧氣使用時間的目的,并且當呼吸頻率過快或者過慢的時候可以進行報警,而同時遇到意外情況使用者可以直接向基地端報警。另外,系統(tǒng)內(nèi)置GPS模塊,可實時顯示使用者的位置。

在安全性方面,首先選用常開電磁閥,以保證在由于斷電等意外因素導致系統(tǒng)不工作的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)氧氣持續(xù)供應;其次,還設計了完善的節(jié)電程序,可在電池電量不足時,僅保留系統(tǒng)報警定位通信功能,而不再維持耗電量較大的電磁閥的工作,使其處于常開狀態(tài),保證氧氣持續(xù)供應的同時延長系統(tǒng)的工作時間;再次,考慮到登山的雨雪惡劣環(huán)境,設計選用了圖1所示的防塵防水級別達到IP65的電磁閥。

在便攜性方面,設計采用專用的電路板與高度集成的模塊,可最大限度地減少體積和重量,使整機重量控制在400g,面罩在80g以內(nèi)。通過合理的裝配結構設計,使整機呈現(xiàn)便于攜帶的長方體外型。

OBM活氧呼吸面罩

圖1  防塵防水級別達到IP65的電磁閥

在續(xù)航方面,設計則選用3800mAh的鋰電池,以及用高效率的電源模塊代替普通穩(wěn)壓芯片,盡量減少能量損耗,以保證至少12h的有效續(xù)航時間。

在通用性方面,則盡量選用標準件。電磁閥的進氣口采用寶塔頭,出氣口采用標準氣動快速插頭,便于橡膠管的連接。充電接口采用最為普遍的圓口帶針,程序下載口為標準USB口并配有專用的程序下載線,便于充電與維護??梢苑奖愕剡M行固定升級與維護。

二技術原理說明

整個工作流程可分為兩個部分:自動呼吸調(diào)控供氧部分和呼吸檢測及智能報警部分。自動呼吸調(diào)控供氧部分的結構圖如圖2所示。

使用者佩戴好呼吸面罩,打開開關,面罩開始工作。安裝在出氣管上與進氣管的麥克風傳感器檢測氣流流動狀況。經(jīng)過STC12C5A60S2單片機與自行設計的算法對傳感器的反饋信號進行綜合,判斷使用者出于吸氣或者呼氣狀態(tài),并由此控制電磁閥的通斷。

OBM活氧呼吸面罩

圖2  自動呼吸調(diào)控供氧部分結構圖

圖3所示是呼吸檢測及智能報警部分的工作流程圖。

OBM活氧呼吸面罩

圖3  呼吸檢測及智能報警部分的工作流程

當傳感器反饋信號滿足特定條件時,系統(tǒng)判斷為呼吸異常,供氧模式切換到持續(xù)供氧模式,并且通過無線芯片向電腦終端報警。

圖4所示是該活氧呼吸面罩的控制面板圖,該控制面板上設有8個按鈕,依次可以發(fā)送報警信號,發(fā)送經(jīng)緯度信號,發(fā)送成功信號,發(fā)送一切正常信號,調(diào)低顯示屏亮度,調(diào)高顯示屏亮度,發(fā)送天氣惡劣信號,發(fā)送天氣良好信號。

OBM活氧呼吸面罩

三作品創(chuàng)新點、應用前景和市場

本作品的創(chuàng)新點是能夠根據(jù)使用者的呼吸自動調(diào)控供氧,并且監(jiān)測呼吸及智能報警。它是一款全新的、劃時代的輔助氧氣呼吸面罩。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及青藏鐵路的開通,越來越多的人開始走進西藏,走進雪山。攀登雪峰,已經(jīng)成為了一種新型的受歡迎的戶外運動項目。例如去年中國地質(zhì)大學登山隊成功登頂珠穆朗瑪峰峰頂。OBM活氧呼吸面罩的使用,將大大延長登山者的登山可用時間,提高登山者的安全性,為生命提供保障。

OBM活氧呼吸面罩不僅將會成為登山者的好裝備,更會成為消防員的好幫手。它的使用將會為被困者贏得更多的救援時間,可以讓消防員從死神手里搶回更多的生命。

活氧呼吸面罩不僅可以應用在這兩個行業(yè)里。在所有需要用到氧氣瓶的地方,如在高粉塵環(huán)境中工作的工作人員,地下深井中的礦工,有心肺功能疾病的家庭等,活氧呼吸面罩都能夠節(jié)約氧氣、提供必要的安全保障。

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