船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，包括焊接人員安全帽、集成有單片機(jī)內(nèi)核的Zgibee片上系統(tǒng)、光敏傳感器及接口電路、反射式紅外光電傳感器及接口電路、三軸加速度傳感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板護(hù)目鏡、手持式面罩、Zigbee模塊。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，能及時(shí)準(zhǔn)確判斷從業(yè)人員是否使用焊手持面罩或護(hù)目鏡、是否佩戴安全帽、是否跌倒。
【專利說明】船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，是一種船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶修造行業(yè)屬于勞動(dòng)力和技術(shù)密集型行業(yè)，在船體建造中，焊接工時(shí)約占船體建造總工時(shí)的30%?40%，焊接成本占船體建造總成本的30%?50%。船舶焊接工作量很大，萬噸級(jí)油船對(duì)接焊縫在20KM左右；十萬噸級(jí)油船，對(duì)接焊縫在50KM左右；此外，萬噸級(jí)集裝箱船、散裝貨船、汽車運(yùn)輸船等大型船舶，對(duì)接焊縫在長達(dá)30KM左右。
[0003]我國船舶修造焊接多以人工焊接為主，2012年北京大學(xué)等機(jī)構(gòu)學(xué)者(徐巖，宮曼漫，王姣等.電焊紫外輻射對(duì)工人危害及防護(hù)措施現(xiàn)況調(diào)查[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)，2012，44 (3):448-453)就電焊紫外輻射對(duì)作業(yè)人員的危害進(jìn)行了調(diào)研。宄共獲得有效問卷828份，其中電焊工721人，輔工107人。面部皮膚損傷的癥狀及體征發(fā)生率從高到低依次是灼熱刺痛(48.7%)、皮膚癢(39%)、色素沉著(31.9%)、皮膚潮紅(25.4%)、感覺遲鈍麻木(12%)、斑瘆丘瘆(10.1%)、疣狀贅生物(3.7%)。被調(diào)查的工人中，90%的人在過去一年內(nèi)發(fā)生過電光性眼炎，眼部損傷的癥狀按發(fā)生率從高到低依次是眼部疼痛￠1.5%)、畏光流淚(61.4%)、視物模糊(50.2%)、燒灼感(35.9%、異物感(32%)、眼睛抽搐(12.2%)。對(duì)438名工人眼部體檢發(fā)現(xiàn)晶狀體混濁的發(fā)生率為15.8%，眼底病變的發(fā)生率為2.5%。
[0004]焊接弧光引發(fā)的焊工電光性眼炎被列為是塵肺病之外的第二大職業(yè)病，不佩戴防護(hù)面罩的危險(xiǎn)度是佩戴防護(hù)面罩的1.8倍，且在在多人同時(shí)進(jìn)行焊接作業(yè)的場合，不從事焊接作業(yè)的人員，同樣容易受到周邊弧光輻射的傷害。在船舶修造企業(yè)頻繁出現(xiàn)焊接時(shí)不帶護(hù)目鏡或焊接面罩的行為，弧光、飛濺引起視覺損傷，皮膚組織傷害甚至皮膚癌，嚴(yán)重影響了身體健康及工作效率。對(duì)于這種違反焊接作業(yè)安全管理規(guī)范、防護(hù)意識(shí)淡泊的行為必須進(jìn)行有效監(jiān)測和管理，杜絕由此引起的健康傷害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，及時(shí)準(zhǔn)確判斷從業(yè)人員是否使用焊手持面罩或護(hù)目鏡、是否佩戴安全帽、是否跌倒的船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]一種船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，其特征是:包括焊接人員安全帽、集成有單片機(jī)內(nèi)核的Zgibee片上系統(tǒng)、光敏傳感器及接口電路、反射式紅外光電傳感器及接口電路、三軸加速度傳感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板護(hù)目鏡、手持式面罩、Zigbee模塊；其中集成有單片機(jī)內(nèi)核的Zigbee片上系統(tǒng)、光敏傳感器及接口電路、反射式紅外光電傳感器及接口電路、第一遮光板、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽上；集成有單片機(jī)內(nèi)核Zigbee片上系統(tǒng)、光敏傳感器接口電路、反射式紅外光電傳感器接口電路、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽內(nèi)；光敏傳感器、反射式紅外光電傳感器、第一遮光板固定安裝在焊接人員安全帽外表面；當(dāng)焊接人員戴上安全帽后，光敏傳感器應(yīng)位于正前方，能夠感測焊接人員前方的外界光強(qiáng)；當(dāng)焊接人員戴上安全帽、戴上護(hù)目鏡后，反射式紅外光電傳感器位于正前方，發(fā)射管指向護(hù)目鏡；第一遮光板固定安裝在反射式紅外光電傳感器前方，長度長于反射式紅外光電傳感器，確保焊接人員前方的光源不會(huì)干擾紅外光電傳感器；如焊接人員佩戴護(hù)目鏡作為防護(hù)用具，護(hù)目鏡上表面與紅外光電傳感器相對(duì)處，貼上反射片，第二遮光板固定安裝在反射片前方，確保焊接人員前方的光源不會(huì)經(jīng)反射片反射到紅外光電傳感器；在艙室門口放置有Zigbee通訊模塊，負(fù)責(zé)將安全帽中Zigbee片上系統(tǒng)傳遞的信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)輸出至監(jiān)控室。
[0008]Zigbee片上系統(tǒng)采用CC2530型號(hào)的芯片，內(nèi)含有51內(nèi)核的單片機(jī)。
[0009]本實(shí)用新型針對(duì)手持面罩、護(hù)目鏡兩種焊接保護(hù)用品，采用了新型監(jiān)測系統(tǒng)，通過多傳感器綜合檢測，判斷從業(yè)人員是否使用焊手持面罩或護(hù)目鏡、是否佩戴安全帽、是否跌倒，如發(fā)現(xiàn)焊接人員未按規(guī)定使用焊手持面罩或護(hù)目鏡、未佩戴安全帽，則將該人員對(duì)應(yīng)的身份代碼(如工號(hào))及違規(guī)作業(yè)信息發(fā)送至監(jiān)控室，進(jìn)行報(bào)警，并供安全監(jiān)測人員記錄和管理。
[0010]本實(shí)用新型所述的基于多傳感器信息融合的船舶修造焊接人員遠(yuǎn)程安全監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的有益效果主要表現(xiàn)在:
[0011]通用性強(qiáng)。針對(duì)船舶修造焊接中最常用的安全帽、手持式面罩、護(hù)目鏡使用進(jìn)行監(jiān)測，可有效監(jiān)測焊接人員作業(yè)時(shí)，不戴安全帽、不使用焊接面罩或者不佩戴護(hù)目鏡的違規(guī)操作現(xiàn)象。且能夠監(jiān)測焊接人員跌倒?fàn)顟B(tài)。
[0012]成本低、功能強(qiáng)。采用廉價(jià)的光電傳感器。采用Zigbee組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳。采用帶有單片機(jī)內(nèi)核的Zigbee片上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息處理。具有高性價(jià)比。
[0013]智能化能度高。采用紅外光電傳感器、光敏傳感器、三軸加速度傳感器多傳感器進(jìn)行檢測，通過對(duì)多傳感器信息的綜合分析，得到焊接人員焊接過程中安全防護(hù)用具佩戴情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型所述的船舶修造焊接人員遠(yuǎn)程安全監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0017]一種船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，它主要由以下幾部分組成(參照?qǐng)D1):焊接人員安全帽1、Zgibee片上系統(tǒng)(集成有單片機(jī)內(nèi)核)2、光敏傳感器3及接口電路4、反射式紅外光電傳感器5及接口電路6、三軸加速度傳感器7、反射片8、第一遮光板9、第二遮光板10、護(hù)目鏡11、手持式面罩12、Zigbee模塊13。Zigbee片上系統(tǒng)(集成有單片機(jī)內(nèi)核)、光敏傳感器及接口電路、反射式紅外光電傳感器及接口電路、遮光板1、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽上。其中Zigbee片上系統(tǒng)(集成有單片機(jī)內(nèi)核)、光敏傳感器接口電路、反射式紅外光電傳感器接口電路、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽內(nèi)。光敏傳感器、反射式紅外光電傳感器、遮光板I固定安裝在焊接人員安全帽外。當(dāng)焊接人員戴上安全帽后，光敏傳感器應(yīng)位于正前方，能夠感測焊接人員前方的外界光強(qiáng)。當(dāng)焊接人員戴上安全帽、戴上護(hù)目鏡后，反射式紅外光電傳感器位于正前方，發(fā)射管指向護(hù)目鏡。第一遮光板固定安裝在反射式紅外光電傳感器前方，長度應(yīng)長于反射式紅外光電傳感器，確保焊接人員前方的光源不會(huì)干擾紅外光電傳感器。如焊接人員佩戴護(hù)目鏡作為防護(hù)用具，護(hù)目鏡上表面與紅外光電傳感器相對(duì)處，貼上反射片，第二遮光板固定安裝在反射片前方，確保焊接人員前方的光源不會(huì)經(jīng)反射片反射到紅外光電傳感器。由于船艙多為金屬結(jié)構(gòu)的封閉空間，為克服信號(hào)屏蔽，使信息遠(yuǎn)傳，在艙室門口放置有Zigbee通訊模塊，負(fù)責(zé)將安全帽中Zigbee片上系統(tǒng)傳遞的信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)輸出至監(jiān)控室。
[0018]Zigbee片上系統(tǒng)(集成有單片機(jī)內(nèi)核)、光敏傳感器接口電路、反射式紅外光電傳感器接口電路、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽內(nèi)，具體安裝位置位于人員頭頂與安全帽頂部外殼空隙處。焊接人員戴上安全帽后，需保證光敏傳感器位于正前方，且能感測外界光強(qiáng)。反射式紅外光電傳感器也位于正前方，發(fā)射的紅外光指向焊接人員鼻梁處。
[0019]當(dāng)焊接開始后，光敏傳感器感測到強(qiáng)烈的弧光，接口電路產(chǎn)生信號(hào)變化，并輸入至Zigbee片上系統(tǒng)的內(nèi)核單片機(jī)，Zigbee片上系統(tǒng)可采用CC2530等型號(hào)的芯片，內(nèi)含有51內(nèi)核的單片機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，其特征是:包括焊接人員安全帽、集成有單片機(jī)內(nèi)核的Zgibee片上系統(tǒng)、光敏傳感器及接口電路、反射式紅外光電傳感器及接口電路、三軸加速度傳感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板護(hù)目鏡、手持式面罩、Zigbee模塊；其中集成有單片機(jī)內(nèi)核的Zigbee片上系統(tǒng)、光敏傳感器及接口電路、反射式紅外光電傳感器及接口電路、第一遮光板、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽上；集成有單片機(jī)內(nèi)核Zigbee片上系統(tǒng)、光敏傳感器接口電路、反射式紅外光電傳感器接口電路、三軸加速度傳感器均安裝在焊接人員安全帽內(nèi)；光敏傳感器、反射式紅外光電傳感器、第一遮光板固定安裝在焊接人員安全帽外表面；當(dāng)焊接人員戴上安全帽后，光敏傳感器應(yīng)位于正前方，能夠感測焊接人員前方的外界光強(qiáng)；當(dāng)焊接人員戴上安全帽、戴上護(hù)目鏡后，反射式紅外光電傳感器位于正前方，發(fā)射管指向護(hù)目鏡；第一遮光板固定安裝在反射式紅外光電傳感器前方，長度長于反射式紅外光電傳感器，確保焊接人員前方的光源不會(huì)干擾紅外光電傳感器；如焊接人員佩戴護(hù)目鏡作為防護(hù)用具，護(hù)目鏡上表面與紅外光電傳感器相對(duì)處，貼上反射片，第二遮光板固定安裝在反射片前方，確保焊接人員前方的光源不會(huì)經(jīng)反射片反射到紅外光電傳感器；在艙室門口放置有Zigbee通訊模塊，負(fù)責(zé)將安全帽中Zigbee片上系統(tǒng)傳遞的信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)輸出至監(jiān)控室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶修造焊接人員無線防護(hù)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，其特征是:Zigbee片上系統(tǒng)采用CC2530型號(hào)的芯片，內(nèi)含有51內(nèi)核的單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204215201SQ201420686230
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】華亮, 顧菊平, 王勝鋒, 唐子峻, 張新松, 程天宇, 季霆, 張晴, 沈慶, 念路兵, 蔣凌, 華俊豪 申請(qǐng)人:南通大學(xué)