基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置与评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，包括检测仪和预警仪，检测仪包括三个心电电极贴、心电传感器、热敏电阻传感器和信号处理及发射单元；佩戴者的心电信号通过三个心电电极贴采集，经心电传感器放大后经A/D转换处理电路转变为心率数字信号，佩戴者的口温信号经热敏电阻传感器采集后经A/D转换处理电路处理转变为口温数字信号，存储于SD存储卡中，同时通过蓝牙无线传输给预警仪；预警仪通过蓝牙接收检测仪中蓝牙发射模块无线传输的心率数字信号和口温数字信号，并依据环境三球温度，参照相关标准，对劳动环境热强度、劳动者劳动强度、热负荷强度、安全劳动时间进行分析评价，并将分析评价结果显示在预警仪的屏幕上。

Individual labor safety monitoring device and evaluation method for thermal environment based on physiological parameter

The invention discloses a thermal environment of individual labor safety monitoring device based on physiological parameters, including the detection and warning device, detector consists of three ECG electrode paste, ECG sensor, thermistor sensor and signal processing and transmitting unit; ECG signal of the wearer through three ECG electrodes by ECG acquisition. The sensor amplified by A/D conversion into a digital signal processing circuit of heart rate, mouth temperature signal of the wearer by thermistor sensor collected after A/D conversion circuit into digital signal processing and temperature, stored in the SD memory card, at the same time through Bluetooth wireless transmission to the warning instrument; warning instrument receives the digital signal and temperature and heart rate digital signal transmitting module of Bluetooth wireless transmission tester via Bluetooth, and on the basis of three ball temperature, according to the related standards of labor environmental heat stress, The workers' labor intensity, thermal load intensity and safe labor time are analyzed and evaluated, and the analysis and evaluation results are displayed on the screen of the warning instrument.

【技术实现步骤摘要】
基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置与评价方法
本专利技术涉及一种对热环境下个体劳动者劳动安全的监测装置及评价方法，主要用于全程监示安全劳动的持续时间、及时给出停止劳动的警示(热损伤预警)。该专利技术可作为劳动安全保护用品，保护热环境下劳动者健康，预防热损伤发生。
技术介绍
热环境下劳动，劳动者的生理负荷增加，发生热损伤的危险性增高；尤其在重等及以上劳动强度时，随着劳动时间延长，劳动者体内热量不断蓄积，发生热损伤的危险性大大增加。为此，对劳动者的生理状态、劳动强度、劳动时间等进行实时监测和评价，及时给出停止工作警示，预防热损伤发生，对于保护热环境下劳动者的健康至关重要。现有技术中的个体生理状态监测装置，一般是对单一或多个生理参数的监测，如心率、体温、血压等，多用于运动生理学、临床医学等领域，如运动员运动中心率监测，病人床旁心电、体温、血压、血氧饱和度和呼吸频率的监护等；现有的监测设备没有对监测数据的分析评价功能，更无对劳动时间的全程实时测量分析和提示，不能用于对热环境下劳动安全的监测和评价。可穿戴技术是一种新颖的设计理念，是一种具有信号检测和处理、信号特征提取及数据传输等功能的用于人体状态非介入式监测的新技术。利用可穿戴技术可建立一个穿戴式的生理监测系统，实现人心电、呼吸、血压、体温等生理参数的连续、长时间监测，具有十分重要的现实意义和应用价值。目前，智能手环是最广泛使用的智能可穿戴设备，它的基本功能是测量步数，并可依据年龄、身高、体重等个人信息，计算能量消耗。目前，更先进的智能手环具备了测量脉搏、体温和周围温度的功能。但这些设备是消费级别，不能精准测量生理指标。并且，不能对劳动者的生理状态、劳动强度、劳动时间等进行实时监测和评价，也不能预警热损伤。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，利用生理信号测量可穿戴技术，由作业个体随身佩带，用于在线实时记录监测并预警热环境下作业者身体热负荷状况，可实时提供劳动强度、热负荷强度、安全劳动持续时间及停止作业预警等信息，并能存储所有信息。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，包括检测仪和预警仪，所述检测仪包括三个心电电极贴、心电传感器、热敏电阻传感器和信号处理及发射单元，所述信号处理及发射单元包括供电电路、A/D转换处理电路、SD存储卡和蓝牙发射模块；所述三个心电电极设置在劳动者的左侧胸部位置处，佩戴者的心电信号通过三个心电电极贴采集，经所述心电传感器放大处理，再经A/D转换处理电路转变为心率数字信号；佩戴者的口温信号由所述热敏电阻传感器采集，再经所述A/D转换处理电路处理转变为口温数字信号；所述心率数字信号和口温数字信号存储于所述SD存储卡上，同时通过所述蓝牙发射模块无线传输给预警仪；所述预警仪是运行安卓系统的智能手表，所述预警仪中植入有以下三个标准：标准号为GBZ/T229.3-2010的《工业场所职业病危害作业分级-第三部分高温》标准，标准号为GJB1104-91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准；标准号为GJB1336-92的《军事体力劳动强度分级》标准；所述预警仪通过自身的蓝牙模块接收所述检测仪中蓝牙发射模块无线传输的心率数字信号和口温数字信号，并通过屏幕输入由三球温度仪测得的环境的三球温度；依据上述三球温度，参照所述预警仪中植入的上述三个标准，对劳动环境热强度、劳动者劳动强度、热负荷强度、安全劳动时间、停止劳动时间进行分析评价，并将分析评价结果显示在所述预警仪的屏幕上。本专利技术提出的一种基于生理参数的热环境个体劳动安全评价方法，是采用上述基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，劳动者心率和口温分别通过设置在其胸部的三个心电电极贴和热敏电阻传感器采集后转变成心电信号和口温电信号；其中，心电信号在所述检测仪中通过心电传感器1000倍放大处理后，与口温电信号一起经A/D转换处理电路，将心电信号转变为心率数字信号，将口温电信号转变为口温数字信号；所述心率数字信号和口温数字信号实时存储于所述SD存储卡中，同时通过蓝牙发射模块无线传输给所述预警仪；所述预警仪将三球温度与所接收到的劳动者的心率数字信号和口温数字信号，根据标准号为GBZ/T229.3-2010的《工业场所职业病危害作业分级-第三部分高温》标准、标准号为GJB1104-91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准和标准号为GJB1336-92的《军事体力劳动强度分级》标准进行分析判别评价，并实时在预警仪的屏幕上显示环境热强度、劳动者劳动强度、劳动者热负荷强度、劳动者安全劳动时间和停止劳动警示信息；当停止劳动警示开启时，屏幕闪动并伴有声音警示。本专利技术基于生理参数的热环境个体劳动安全评价方法，其中，所述分析判别评价包括环境热强度评价、劳动强度评价、热负荷强度评价和安全劳动时间评价，具体步骤如下：环境热强度评价：依据标准号为GBZ/T229.3-2010的《工业场所职业病危害作业分级-第三部分高温》标准，当所述预警仪接收到的三球温度＜29℃时，环境热强度评价结果为常温；当三球温度≥29℃时，环境热强度评价结果为高温；劳动强度评价：所述预警仪接收到的心率信号所对应的心率为HR，依据标准号为GJB1336-92的《军事体力劳动强度分级》标准，劳动强度的评价结果为以下情形之一：当HR≤89b/min时，劳动强度的评价结果为轻度；当HR为90～116b/min时，劳动强度的评价结果为中度；当HR为117～142b/min时，劳动强度的评价结果为重度；当HR为143～173b/min时，劳动强度的评价结果为很重；当HR＞173b/min时，劳动强度的评价结果为停止劳动，并伴有声音报警；热负荷强度评价：所述预警仪接收到的心率信号所对应的心率为HR，所述预警仪接收到的口温信号所对应的口温为T，依据标准号为GJB1104-91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准，按照热负荷强度HLI＝5(HR-71)/(174-71)+5(T-36.7)/(38.3-36.7)，其中，HR的单位为b/min，T的单位为℃，热负荷强度的评价结果为以下情形之一：当HLI＜5.7时，热负荷强度的评价结果为适度；当HLI为5.7～7.8时，热负荷强度的评价结果为重度；当HLI为7.9～9.9时，热负荷强度的评价结果为极度；当HLI≥10时，热负荷强度的评价结果为极限；当HR≥174，或T≥38.3℃时，热负荷强度的评价结果为停止劳动，并伴有声音报警；安全劳动时间评价：劳动开始时刻为计时的起点，根据所述预警仪接收到的三球温度数值并依据标准号为GJB1104-91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准，安全劳动时间的评价结果为以下情形之一当三球温度小于29℃时，评价结果为8小时；当三球温度等于29℃，同时：若劳动强度的评价结果为轻度或中度或重度时，则安全劳动时间的评价结果为8小时；若劳动强度的评价结果为很重时，则安全劳动时间的评价结果为4小时；当三球温度等于30℃，同时：若劳动强度的评价结果为轻度或中度时，则安全劳动时间的评价结果为8小时；若劳动强度的评价结果为重度时，则安全劳动时间的评价结果为4小时；若劳动强度的评价结果为很重时，则安全劳动时间的评本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，包括检测仪和预警仪，其特征在于，所述检测仪包括三个心电电极贴、心电传感器、热敏电阻传感器和信号处理及发射单元，所述信号处理及发射单元包括供电电路、A/D转换处理电路、SD存储卡和蓝牙发射模块；所述三个心电电极设置在劳动者的左侧胸部位置处，佩戴者的心电信号通过三个心电电极贴采集，经所述心电传感器放大处理，再经A/D转换处理电路转变为心率数字信号；佩戴者的口温信号由所述热敏电阻传感器采集，再经所述A/D转换处理电路处理转变为口温数字信号；所述心率数字信号和口温数字信号存储于所述SD存储卡上，同时通过所述蓝牙发射模块无线传输给预警仪；所述预警仪是运行安卓系统的智能手表，所述预警仪中植入有以下三个标准：标准号为GBZ/T229.3‑2010的《工业场所职业病危害作业分级‑第三部分高温》标准，标准号为GJB 1104‑91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准；标准号为GJB 1336‑92的《军事体力劳动强度分级》标准；所述预警仪通过自身的蓝牙模块接收所述检测仪中蓝牙发射模块无线传输的心率数字信号和口温数字信号，并通过屏幕输入由三球温度仪测得的环境的三球温度；依据上述三球温度，参照所述预警仪中植入的上述三个标准，对劳动环境热强度、劳动者劳动强度、热负荷强度、安全劳动时间、停止劳动时间进行分析评价，并将分析评价结果显示在所述预警仪的屏幕上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，包括检测仪和预警仪，其特征在于，所述检测仪包括三个心电电极贴、心电传感器、热敏电阻传感器和信号处理及发射单元，所述信号处理及发射单元包括供电电路、A/D转换处理电路、SD存储卡和蓝牙发射模块；所述三个心电电极设置在劳动者的左侧胸部位置处，佩戴者的心电信号通过三个心电电极贴采集，经所述心电传感器放大处理，再经A/D转换处理电路转变为心率数字信号；佩戴者的口温信号由所述热敏电阻传感器采集，再经所述A/D转换处理电路处理转变为口温数字信号；所述心率数字信号和口温数字信号存储于所述SD存储卡上，同时通过所述蓝牙发射模块无线传输给预警仪；所述预警仪是运行安卓系统的智能手表，所述预警仪中植入有以下三个标准：标准号为GBZ/T229.3-2010的《工业场所职业病危害作业分级-第三部分高温》标准，标准号为GJB1104-91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准；标准号为GJB1336-92的《军事体力劳动强度分级》标准；所述预警仪通过自身的蓝牙模块接收所述检测仪中蓝牙发射模块无线传输的心率数字信号和口温数字信号，并通过屏幕输入由三球温度仪测得的环境的三球温度；依据上述三球温度，参照所述预警仪中植入的上述三个标准，对劳动环境热强度、劳动者劳动强度、热负荷强度、安全劳动时间、停止劳动时间进行分析评价，并将分析评价结果显示在所述预警仪的屏幕上。2.一种基于生理参数的热环境个体劳动安全评价方法，其特征在于，利用如权利要求1所述基于生理参数的热环境个体劳动安全监测装置，劳动者心率和口温分别通过设置在其胸部的三个心电电极贴和热敏电阻传感器采集后转变成心电信号和口温电信号；其中，心电信号在所述检测仪中通过心电传感器1000倍放大处理后，与口温电信号一起经A/D转换处理电路，将心电信号转变为心率数字信号，将口温电信号转变为口温数字信号；所述心率数字信号和口温数字信号实时存储于所述SD存储卡中，同时通过蓝牙发射模块无线传输给所述预警仪；所述预警仪将三球温度与所接收到的劳动者的心率数字信号和口温数字信号，根据标准号为GBZ/T229.3-2010的《工业场所职业病危害作业分级-第三部分高温》标准、标准号为GJB1104-91的《湿热环境中军人劳动耐受时限》标准和标准号为GJB1336-92的《军事体力劳动强度分级》标准进行分析判别评价，并实时在预警仪的屏幕上显示环境热强度、劳动者劳动强度、劳动者热负荷强度、劳动者安全劳动时间和停止劳动警示信息；当停止劳动警示开启时，屏幕闪动并伴有声音警示。3.根据权利要求2所述基于生理参数的热环境个体劳动安全评价方法，其特征在于，所述分析判别评价包括环境热强度评价、劳动强度评价、热负荷强度评价和安全劳动时间评价，具体步骤如下：环境热强度评价：依据标准号为GBZ/T229.3-2010的《工业场所职业病危害作业分级-第三部分高温》标准，当所述预警仪接收到的三球温度＜29℃时，环境热强度评价结果为常温；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，马强，袭著革，王尚，陈学伟，安改红，李超，王涛，刘颖，曹洋，牛超，王新兴，赵小玲，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院卫生学环境医学研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12