触电应急安全防护手环及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种触电应急安全防护手环，其特征在于：所述手环包括手环主体和用于连接手环主体并实现佩戴的手腕带；所述手环主体包括信号采集模块、滤波放大电路、A/D转换模块、中央处理单元、告警模块和应急触发单元，以及为各单元提供电源的电源模块，所述信号采集模块依次通过滤波放大电路和A/D转换模块，将采集的信号输入至中央处理单元；所述中央处理单元分别与告警模块、应急触发单元连接，以在中央处理单元判断佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时告警模块发出告警信号启动声音告警器，并触发应急触发单元工作。本发明专利技术能实时采集与监测作业人员心率状态、能快速判断心率异常并及时告警和应急防护，实现作业过程人员身体状况的全程跟踪，提高作业人员安全保障系数。

Electric shock emergency safety protection bracelet and its working method

【技术实现步骤摘要】
触电应急安全防护手环及其工作方法
：本专利技术涉及电力系统安全领域，具体涉及一种触电应急安全防护手环及其工作方法。
技术介绍
：在变电站、环网柜、分支箱等电力开关柜类的设施检修时，主要靠人员核对需要检修间隔的名称和编号。在实际的工作中，同一地区所用的电力开关柜种类繁多、生产厂家也不同，所用的面板也不尽相同。因为现场工作人员专业素质不齐，对设备的熟悉程度不够，在工作人员精力不集中、安全措施不到位的情况下，工作人员在开关间隔内维修，极易发生误入带电间隔或者是打开带电间隔盖板，触碰带电设备，造成触电引发事故。现有的电力开关柜类设施检修时，对工作人员所采取的安全措施，仍然是人工的相互监护法，不能完全彻底杜绝安全隐患，在电力系统户外作业与小型分散作业工作中，如果缺乏对作业人员身体状况的实时监控与分析，在发生触电事故时可能导致救护不及时造成严重后果。
技术实现思路
：有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种触电应急安全防护手环及其方法，该触电应急安全防护手环及其方法能快速判断心率异常并及时告警，提高作业人员安全保障系数。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术触电应急安全防护手环，其特征在于：所述手环包括手环主体和用于连接手环主体并实现佩戴的手腕带；所述手环主体包括信号采集模块、滤波放大电路、A/D转换模块、中央处理单元、告警模块和应急触发单元，以及为各单元提供电源的电源模块，所述信号采集模块依次通过滤波放大电路和A/D转换模块，将采集的信号输入至中央处理单元；所述中央处理单元分别与告警模块、应急触发单元连接，以在中央处理单元判断佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时告警模块发出告警信号启动声音告警器，并触发应急触发单元工作。进一步的，上述信号采集模块采用SC0073脉搏传感器。进一步的，上述中央处理单元还连接GPS定位模块、无线模块和显示模块。进一步的，上述应急触发单元包括设在手环主体内的储气罐、串接在储气罐输出管路上的电磁阀和连接在储气罐输出管路出口的气囊，所述电磁阀的控制端与可控硅连接在供电电源上，所述可控硅的控制极连接于中央处理单元。进一步的，上述手环主体设在壳体内，在壳体上铰接有壳盖，所述气囊设在壳盖的正下方。本专利技术触电应急安全防护手环的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:打开智能手环电源，系统初始化，采集模块通过SC0073脉搏传感器采集心率数据，信号采集模块接入滤波放大电路对采集的信号进行处理；步骤S2：20s预置数据，20s后，系统进入正常实时监测模式，信号采集模块将采集处理后的心率数据传输至中央处理单元，作为中央处理单元内置的神经网络分析模块的输入数据，神经网络分析模块对数据进行处理，判断心率是否在正常范围；步骤S3：若人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时、经过中央处理单元判断，告警模块发出告警信号启动声音告警器，并触发应急触发单元工作。进一步的，上述中央处理单元还连接GPS定位模块、无线模块和显示模块，在佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时，还通过无线模块向后台监控终端发出告警信息和人员定位信息。进一步的，上述中央处理单元的神经网络分析模块的判断依据包括，以心率数据为依据，若心率数据在正常范围，系统仅在显示屏上显示瞬时心率数据与1min内平均心率数据；若渐变范围超出正常心率范围10％则判断人员身体状况异常，输出告警信号和触发应急触发单元工作；以心率变化率为依据，若心率数据发生突变，心率变化率超过设定值，系统立刻判断为异常，输出高电平触发告警信号和触发应急触发单元工作。进一步的，上述神经网络训练数据具体为，在系统的预置时间内对采集到的心率数据取均值(次/min)，故该个体正常心率值范围为训练数据矩阵选取为进一步的，上述中央处理单元内置的神经网络分析模块构建具体为，输入节点为5，神经网络为4层，激活函数选用函数，网络权重参数W，学习率α取0.8，采用梯度下降法更新权重，误差ek＝(tk-ok)2，t为目标值，o为输出值，经过简化计算，得到权重更新公式，由此可得到神经网络权重系数矩阵W，获得神经网络分析模块。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术触电应急安全防护手环能实时采集与监测作业人员心率状态、能快速判断心率异常并及时告警发信，同时进行主动的应急防护，实现作业过程人员身体状况的全程跟踪，可提高作业人员安全保障系数。附图说明：图1是本专利技术的原理框图；图2是应急触发单元原理图；图3是佩戴本专利技术手环的示意图；图4是图3的N-N剖面图。具体实施方式：下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。请参照图1，本专利技术触电应急安全防护手环所述手环包括手环主体1和用于连接手环主体并实现佩戴的手腕带2；所述手环主体1包括信号采集模块3、滤波放大电路4、A/D转换模块5、中央处理单元6、告警模块7和应急触发单元8，以及为各单元提供电源的电源模块9，所述信号采集模块3依次通过滤波放大电路4和A/D转换模块5，将采集的信号输入至中央处理单元6；所述中央处理单元6分别与告警模块7、应急触发单元8连接，以在中央处理单元判断佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时告警模块发出告警信号启动声音告警器，并触发应急触发单元工作。在本实施例中，上述信号采集模块采用SC0073脉搏传感器。在本实施例中，上述中央处理单元还连接GPS定位模块16、无线模块17和显示模块18。在本实施例中，上述应急触发单元8包括设在手环主体内的储气罐9、串接在储气罐输出管路上的电磁阀10和连接在储气罐输出管路出口的气囊11，该电磁阀10的阀芯封闭了储气罐输出管路，使罐内高压气无法输出，只有当电磁阀工作使阀芯收缩时，才疏通储气罐输出管路，使罐内高压气输出，所述电磁阀11的控制端与可控硅12连接在供电电源上，所述可控硅的控制极13(门极G)连接于中央处理单元6，该供电电源的电压为24V以上，使用前，需要确保储气罐9充满高压气，该高压气可以是经过压缩的空气，其可以是2-3个大气压，当中央处理单元6判断到佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时，即触发该应急触发单元8工作(同时告警模块发出告警信号启动声音告警器，以通知附近人员)，该应急触发单元8的工作，由中央处理单元6给可控硅的控制极13(门极G)信号，使可控硅阴极K和阳极A导通，即使电磁阀10的控制端导通，继而使电磁阀10导通，让储气罐输出管路畅通，储气罐中的高压空气即从储气罐输出管路输送到气囊中，气囊迅速胀大推开壳盖，胀大的气囊使佩戴者手臂与电器件迅速分离，使佩戴者脱离触电，从而减少触电时间，以及产生的进一步损害，通过告警模块发出告警信号启动声音告警器，附近人员听到该告警即可进行急救。在本实施例中，上述手环主体设在壳体14内，在壳体上铰接有壳盖15，所述气囊11设在壳盖的正下方。本专利技术应急触发单元8可以在佩戴者触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触电应急安全防护手环，其特征在于：所述手环包括手环主体和用于连接手环主体并实现佩戴的手腕带；所述手环主体包括信号采集模块、滤波放大电路、A/D转换模块、中央处理单元、告警模块和应急触发单元，以及为各单元提供电源的电源模块，所述信号采集模块依次通过滤波放大电路和A/D转换模块，将采集的信号输入至中央处理单元；所述中央处理单元分别与告警模块、应急触发单元连接，以在中央处理单元判断佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时告警模块发出告警信号启动声音告警器，并触发应急触发单元工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种触电应急安全防护手环，其特征在于：所述手环包括手环主体和用于连接手环主体并实现佩戴的手腕带；所述手环主体包括信号采集模块、滤波放大电路、A/D转换模块、中央处理单元、告警模块和应急触发单元，以及为各单元提供电源的电源模块，所述信号采集模块依次通过滤波放大电路和A/D转换模块，将采集的信号输入至中央处理单元；所述中央处理单元分别与告警模块、应急触发单元连接，以在中央处理单元判断佩戴人员心率数据发生突变或渐变范围超过正常心率范围时告警模块发出告警信号启动声音告警器，并触发应急触发单元工作。


2.根据权利要求1所述的触电应急安全防护手环，其特征在于：所述信号采集模块采用SC0073脉搏传感器。


3.根据权利要求1所述的触电应急安全防护手环，其特征在于：所述中央处理单元还连接GPS定位模块、无线模块和显示模块。


4.根据权利要求1所述的触电应急安全防护手环，其特征在于：所述应急触发单元包括设在手环主体内的储气罐、串接在储气罐输出管路上的电磁阀和连接在储气罐输出管路出口的气囊，所述电磁阀的控制端与可控硅连接在供电电源上，所述可控硅的控制极连接于中央处理单元。


5.根据权利要求4所述的触电应急安全防护手环，其特征在于：所述手环主体设在壳体内，在壳体上铰接有壳盖，所述气囊设在壳盖的正下方。


6.一种如权利要求1所述触电应急安全防护手环的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:打开智能手环电源，系统初始化，采集模块通过SC0073脉搏传感器采集心率数据，信号采集模块接入滤波放大电路对采集的信号进行处理；
步骤S2：20s预置数据，20s后，系统进入正常实时监测模式，信号采集模块将采集处理后的心率数据传输至中央处理单元，作为中央处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡梦洁，黄志东，陈闽江，蔡怡晗，阮雨，郑宇，陈扩松，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司检修分公司，国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35