提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔配置的制作方法
【專利摘要】焊接頭盔、系統(tǒng)及套件，所述焊接頭盔、系統(tǒng)及套件在弧焊工藝期間提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力。被配置來在焊接工藝期間保護使用者的頭的焊接頭盔（100）被配置有智能警報裝置（120）以及空氣采樣提取和輸出端口。所述空氣采樣提取和輸出端口連接到空氣采樣管的近端，以對所述焊接頭盔之內(nèi)的可呼吸空氣進行采樣，并且所述空氣采樣管的遠端連接到外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備的空氣采樣進入端口。所述智能警報裝置與所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備通信，以從所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)，并且處理所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)，以基于預(yù)先設(shè)定的接觸水平設(shè)置點和/或接觸警報操作模式生成警報數(shù)據(jù)和/或警報信號。
【專利說明】提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔配置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]特定的實施方案涉及在焊接工藝期間的煙氣的監(jiān)控。更具體地，特定的實施方案涉及提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的焊接頭盔、方法及套件。
【背景技術(shù)】
[0002]在焊接工藝(例如，弧焊工藝)期間，會生成污染物(例如煙氣)，如果污染物被焊接者吸入，則對焊接者可能是有害的。在許多焊接情形(尤其是室內(nèi)情形)中，通風(fēng)裝備被用來吸出并排走煙氣。然而，有時通風(fēng)裝備可能不適于特定的焊接工藝或場景，或通風(fēng)裝備可能被不恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置或被焊接者不恰當(dāng)?shù)厥褂?。由于安全和健康法?guī)往往基于性能，符合行業(yè)衛(wèi)生標準依賴于具有由合格的行業(yè)衛(wèi)生檢查員所做的實際工作場所接觸測定。目前的做法是執(zhí)行全工作班次的監(jiān)控，其中采樣設(shè)備被放置在工人身上，以過濾和采集在工人的呼吸區(qū)域中呈現(xiàn)的污染物的具有代表性的采樣。目標是獲得八小時時間加權(quán)平均濃度，該平均濃度于是可以與法規(guī)中所允許的水平相比較。然而，很多時候，由于通常需要將采樣送到公認的實驗室進行分析，直到采樣事件后的數(shù)周才可以獲得結(jié)果。
[0003]通過比較常規(guī)的、傳統(tǒng)的以及已提出的方案與參照附圖在本申請的剩余內(nèi)容中闡述的本發(fā)明的實施方案，這樣的方案的進一步的限制性和不利之處對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將會變得明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文公開了在弧焊工藝期間提供實時煙氣接觸(exposure)監(jiān)控和警報能力的焊接頭盔、系統(tǒng)及套件(kit)。被配置來在焊接工藝期間保護使用者的頭的焊接頭盔被配置有智能警報裝置以及空氣采樣提取和輸出端口。所述空氣采樣提取和輸出端口連接至空氣采樣管的近端，以對所述焊接頭盔之內(nèi)的可呼吸空氣進行采樣，并且所述空氣采樣管的遠端連接至外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備的空氣采樣進入端口。所述智能警報裝置與所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備通信，以從所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)，并且處理所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)，以基于預(yù)先設(shè)置的接觸水平設(shè)置點和/或接觸警報操作模式生成警報數(shù)據(jù)和/或警報信號。結(jié)果，焊接者和/或例如焊接者的監(jiān)管者可以在對焊接者發(fā)生任何顯著的傷害之前容易地獲知在所述焊接工藝期間對焊接者的任何不可接受的接觸。這樣的頭盔、系統(tǒng)和套件可以被用作功能強大的日常工具，來管理和更有效地了解工作場所接觸。
[0005]將從下面的說明書、權(quán)利要求書和附圖中更加完整地理解所要求保護的本發(fā)明的這些和其他特征與實施方案以及本發(fā)明的圖示說明的實施方案的細節(jié)。
_6]附圖簡要說明 [0007]圖1是用于在焊接工藝期間提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔的第一示例性實施方案的圖示說明；
[0008]圖2是用于在焊接工藝期間提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔的第二示例性實施方案的圖示說明；[0009]圖3是用于在焊接工藝期間使用圖1的焊接頭盔(或，可替換地，圖2的焊接頭盔)提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的系統(tǒng)的第一實施方案的圖示說明。
[0010]圖4是圖3的系統(tǒng)的功能框圖，所述功能框圖示出圖1的焊接頭盔(或圖2的焊接頭盔200)的智能警報裝置(IWA)的第一實施方案的功能性部件。
[0011]圖5是用于在焊接工藝期間使用焊接頭盔的略微改進的實施方案提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的系統(tǒng)的第二實施方案的圖示說明。
[0012]圖6是圖5的系統(tǒng)的功能框圖，所述功能框圖示出圖5的焊接頭盔的IWA的功能性部件。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明的實施方案有關(guān)于在弧焊工藝期間提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的焊接頭盔、系統(tǒng)和套件。根據(jù)本發(fā)明的特定的實施方案，至少部分地在進行焊接工藝的使用者佩戴的焊接頭盔中提供這樣的能力。
[0014]如本文所使用的，術(shù)語“集成”是指“被定位在……上”、“在物理上是……的整體的一部分”或者“被附接到……”(具有或不具有隨后被解除附接的能力)。如本文所使用的，術(shù)語“實時”是指在焊接工藝期間空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的監(jiān)控、通信和處理，從而，在可以發(fā)生針對焊接者的任何顯著損害之前，焊接者和/或例如焊接者的監(jiān)管者可以方便地被告知在焊接工藝期間的任何對焊接者而言不可接受的接觸。如本文所使用的，術(shù)語“氣溶膠”指的是氣體中散布的顆粒(例如，空氣中的固體煙氣或散布的煙塵顆粒)系統(tǒng)。
[0015]本文在下面相對于圖1-6描述本發(fā)明的各種實施方案的細節(jié)。圖1是在焊接工藝期間提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔100的第一示例性實施方案的圖示說明。焊接頭盔100包括焊接面罩110，所述焊接面罩110被配置來佩戴在焊接者頭上，以在焊接工藝期間保護焊接者。焊接頭盔100還包括智能警報裝置(IWA) 120，所述智能警報裝置(IWA)120與焊接面罩110集成。IWA120被配置來以通信方式與外部氣溶膠監(jiān)控(EAM)設(shè)備接口連接，以從EAM設(shè)備接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)。IWA120響應(yīng)于從EAM設(shè)備接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)而生成警報信息和其他環(huán)境狀態(tài)信息。本文之后描述IWA120和EAM設(shè)備相互作用的細節(jié)。
[0016]在圖1的實施方案中，IWA120被定位在頭盔110的外側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的特定的實施方案，IWA120可以被固定在焊接面罩110上，或者可以是相對焊接面罩110是可附接的以及從焊接面罩110是可拆卸的。IWA120包括使用者界面121、通信輸入端口 122 (例如，USB端口)、射頻(RF)天線123以及報警或警示設(shè)備124。本文之后更具體地描述IWA120的這些部件。根據(jù)本發(fā)明的可替換的實施方案，報警設(shè)備124可以從IWA120分開并且在頭盔100上或頭盔100之內(nèi)的其他地方被集成。在這樣的可替換的實施方案中，IWA120會以有線或無線的方式激活報警設(shè)備124。
[0017]焊接頭盔100還包括空氣采樣提取和輸出端口(ASPOP) 130，所述空氣采樣提取和輸出端口(ASPOP) 130與焊接面罩130集成。ASP0P130被配置來對焊接面罩110之內(nèi)的可呼吸空氣進行采樣或采集，并且被配置來連接到空氣采樣管的近端，以使所采樣的空氣通過通道遠離面罩110?？諝獠蓸庸艿倪h端如本文之后描述的那樣被附接到EAM設(shè)備。如本文所使用的，術(shù)語“可呼吸空氣”指的是在佩戴頭盔100時表征被焊接者呼吸的空氣的空氣采樣。即使ASP0P130在圖1中被示出為靠近焊接面罩110的前方，但ASP0P130可以位于焊接面罩110上的幾乎任何地方(例如，朝向焊接面罩110的后方)。
[0018]圖2是用于在焊接工藝期間提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔200的第二示例性實施方案的圖示說明。圖2的焊接頭盔200類似于圖1的焊接頭盔100。然而，焊接頭盔200包括IWA120，如圖2中虛線表示的的IWA120，所述IWA120主要集成在焊接面罩110的內(nèi)側(cè)上。然而，使用者界面121、通信輸入端口 122和RF天線123從焊接面罩110的外側(cè)仍是可觸及的。報警或警示設(shè)備124在焊接面罩110的內(nèi)側(cè)上。在圖2的實施方案中，IWA120的許多部分通過被集成在焊接面罩110內(nèi)而被保護。
[0019]圖3是用于在焊接工藝期間使用圖1的焊接頭盔100 (或，可替換地，圖2的焊接頭盔200)提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的系統(tǒng)300的第一實施方案的圖示說明。除了焊接頭盔100之外，系統(tǒng)300包括在頭盔100之外的外部氣溶膠監(jiān)控(EAM)設(shè)備310。EAM設(shè)備310被配置來確定所采樣的可呼吸空氣中的一種或更多種污染物的濃度，并且生成相關(guān)聯(lián)的空氣采樣輸出數(shù)據(jù)。例如，EMA設(shè)備130可以是激光光度計設(shè)備。這樣的激光光度計設(shè)備的實施例為TSI有限公司制造的SIDEPAKTM設(shè)備。系統(tǒng)300還包括皮帶或帶具(未示出)，以在皮帶或帶具被使用者佩戴時用來攜持EAM設(shè)備300。
[0020]系統(tǒng)300還包括通信線纜320 (例如，USB線纜)，所述通信線纜320將IWA120的通信輸入端口 122與EAM設(shè)備310的數(shù)據(jù)輸出端口 311連接。在操作期間，EAM設(shè)備310經(jīng)由通信線纜320將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到IWA120。EAM設(shè)備310和IWA120兩者均可以由例如電池或可再充電電源組來供電?？商鎿Q地，EAM設(shè)備310和/或IWA120可以由例如插入電插座的AC適配器供電，或由焊接電源或絲送進器的輔助電源供電。
[0021]系統(tǒng)300還包括空氣采樣管330。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，空氣采樣管330可以是耐用的、耐熱的、柔性的塑料管。管330的一端連接到頭盔100上的ASP0P130。管330的另一端連接到EAM設(shè)備130上的空氣采樣進入端312。EAM設(shè)備130包括泵(未示出)以建立`真空，該真空將可呼吸空氣從頭盔100之內(nèi)抽吸通過ASP0P130、通過管330、通過空氣采樣進入端口 312，并且進入EAM設(shè)備310以進行分析。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，通信線纜320和空氣采樣管330 —起作為一個帶具被使用，以提供“干凈利落的”設(shè)計方式。在這樣的實施方案中，空氣采樣進入端口 312和數(shù)據(jù)輸出端口 311在EAM設(shè)備310上可以被相對近地靠在一起。以類似的方式，通信輸入端口 122和ASP0P130在面罩110上可以被相對近地靠在一起。
[0022]在系統(tǒng)300的操作期間，當(dāng)EAM設(shè)備310從頭盔100吸入可呼吸空氣時，EAM設(shè)備310分析所采樣的可呼吸空氣，以確定所采樣的空氣中的顆粒質(zhì)量濃度(massconcentration)(例如,通過氣溶膠計數(shù))。根據(jù)本發(fā)明的實施方案,EAM設(shè)備310是能夠確定較長的時間周期內(nèi)的實時氣溶膠質(zhì)量濃度和時間加權(quán)平均(TffA)氣溶膠質(zhì)量濃度并且能夠在顆粒尺寸的各種范圍之間進行識別的激光光度計設(shè)備。
[0023]由EAM設(shè)備310確定的質(zhì)量濃度經(jīng)由通信線纜320被發(fā)送到IWA120，作為用于處理和分析的空氣采樣輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案，空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的其他形式或類型可以由EAM310生成并且也被發(fā)送到IWA120。例如，EAM設(shè)備310還可以生成和記錄隨著時間的推移或這甚至在多個焊接工藝期的歷史接觸數(shù)據(jù)。
[0024]圖3的系統(tǒng)300的各種部件(焊接頭盔、EAM設(shè)備、IWA、空氣采樣管、通信線纜以及帶具)可以以套件(kit)的形式被提供，所述套件可以被使用者輕易地或方便地組裝來使用，并且隨后在使用后被拆卸。
[0025]圖4是圖3的系統(tǒng)300的功能框圖，所述功能框圖示出圖1的焊接頭盔100(或圖2的焊接頭盔200)的IWA120的第一實施方案的功能性部件。如圖4中所見的，IWA120包括處理器125和被連接到RF天線123的RF發(fā)射器126。處理器125被可操作地連接到RF發(fā)射器126、使用者界面121和報警和警示裝置124。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案，處理器125可以是軟件可編程微處理器、數(shù)字信號處理器、微控制器或者能夠被配置或被編程來為處理器125提供本文所描述的處理功能的任何其他處理器件或芯片。處理器125還經(jīng)由通信線纜320可操作地接口連接到EAM設(shè)備310以接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)。
[0026]處理器125處理空氣采樣輸出數(shù)據(jù)并且生成接觸警報數(shù)據(jù)和信息。所述接觸警報數(shù)據(jù)和信息可以包括表示何時超出特定的預(yù)先定義的接觸水平限制的警示數(shù)據(jù)，以及包括例如污染物濃度水平歷史和運行時間平均數(shù)據(jù)的其他數(shù)據(jù)和信息。
[0027]使用者界面121可以是觸敏顯示器或例如開關(guān)和/或按鈕配置。使用者界面的其他類型也是可能的。在一個實施方案中，使用者界面被焊接者用來設(shè)定一個或更多個接觸水平設(shè)置點。接觸水平設(shè)置點是要由處理器125與空氣采樣輸出數(shù)據(jù)(或空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的處理后的形式)相比的值?？諝獠蓸虞敵鰯?shù)據(jù)是所采樣的可呼吸空氣中的一種或更多種污染物的濃度的表征。使用者例如可以依靠標準最大煙氣接觸指南(MFEG)為特定的焊接工藝確定適當(dāng)?shù)慕佑|水平設(shè)置點。
[0028]如果處理器125確定污染物濃度已經(jīng)被超出(例如，確定已經(jīng)發(fā)生警報條件)，則處理器124可以生成警報信號來激活報警裝置124以向使用者發(fā)出該情況的警報。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案，報警設(shè)備124可以是聲音報警設(shè)備、可視報警設(shè)備或兩者的組合。其他類型的報警設(shè)備也是可能的，例如，震動報警設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的可替換的實施方案，報警設(shè)備124可以與頭盔100分開，并且可以由頭盔100的IWA120以無線方式激活。此外，如果焊接頭盔是具有可以被焊接者看見的內(nèi)部顯示器的類型，來自于IWA的警報信息可以被顯示在內(nèi)部顯示器上。
[0029]在另一實施方案中，使用者界面被焊接者用來選擇預(yù)先定義的警報操作模式。預(yù)先定義的警報操作模式是被編程或被配置在處理器125中的系統(tǒng)300的操作模式，該操作模式與特定的焊接工藝以及作為特定焊接工藝的部分可以被產(chǎn)生的可能污染物相關(guān)。特定的預(yù)先定義的警報操作模式包括預(yù)先設(shè)置的接觸水平設(shè)置點和可能的其他參數(shù)和/或?qū)?yīng)于特定焊接工藝的操作算法。預(yù)先定義的警報操作模式被設(shè)計來針對在該特定的焊接工藝期間的污染物接觸使焊接者保持被告知(例如，經(jīng)由警示)和安全。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實施方案，RF發(fā)射器126從處理器125接收警報數(shù)據(jù)和信息并且將警報數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)酵獠烤瘓笳?未示出)。外部警報站例如可以是就在工廠中的焊接工作環(huán)境之外的辦公室中運行接觸(exposure)軟件應(yīng)用的個人計算機。外部警報站可以由焊接監(jiān)管者操縱，以保持對當(dāng)前正在焊接工作環(huán)境中工作的一個或更多個焊接者的接觸水平的追蹤。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，RF發(fā)射器126從處理器125接收警報數(shù)據(jù)和信息，并且將相關(guān)聯(lián)的命令消息或信號傳輸給當(dāng)前正由系統(tǒng)300的使用者操作的焊接電源(未示出)，以例如在處理器確定污染物水平是不安全的或接近不安全水平時切斷或關(guān)閉焊接電源。以類似的方式，RF發(fā)射器126可以將相關(guān)聯(lián)的命令消息或信號傳輸?shù)酵L(fēng)系統(tǒng)(未示出)，從而如果處理器確定污染物水平是不安全的或接近不安全水平，改變通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)(例如，加快通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)扇速度)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方案，RF發(fā)射器126可以用一些其他類型的無線通信設(shè)備代替，例如，舉例來說，紅外發(fā)射器或聲波發(fā)射器。其他類型的無線通信設(shè)備也是可能的。因此，外部警報站、焊接電源和通風(fēng)系統(tǒng)將被配置來與這樣的可替換的無線通信設(shè)備通信。 [0033]圖5是用于在焊接工藝期間使用焊接頭盔510的稍微改進的實施方案提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的系統(tǒng)500的第二實施方案的圖示說明。在圖5的系統(tǒng)500中，在EAM設(shè)備的第二實施方案和IWA的第二實施方案之間的通信經(jīng)由無線方式來執(zhí)行的。圖5的EAM設(shè)備530不具有數(shù)據(jù)輸出端口 311，取而代之的是具有用于將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D5的IWA520的FR天線531。以類似的方式，圖5的IWA520不具有通信輸入端口 122，取而代之的是具有用于從EAM設(shè)備530接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的RF天線123。根據(jù)本發(fā)明的可替換的實施方案，將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)從EAM設(shè)備通信到IWA的其他無線裝置可以包括紅外裝置、聲波裝置或一些其他無線裝置。
[0034]圖6是圖5的系統(tǒng)500的功能框圖，所述功能框圖示出圖5的焊接頭盔510的IWA520的功能性部件。EAM設(shè)備530包括被可操作地連接到RF天線531的RF發(fā)射器620。RF發(fā)射器620起到將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)經(jīng)由RF天線531傳輸?shù)絀WA520的作用。IWA520具有FR收發(fā)器610而不具有FR發(fā)射器126，所述收發(fā)器610起到經(jīng)由FR天線123接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)并且將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)傳遞到處理器125用以處理和分析的作用。
[0035]另外，RF收發(fā)器610起到從處理器125接收警報數(shù)據(jù)和信息并且將警報數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)酵獠烤瘓笳?未示出)的作用。外部警報站可以是例如運行接觸軟件應(yīng)用的移動設(shè)備。外部警報站可以由檢查工廠中的焊接工作環(huán)境的業(yè)內(nèi)衛(wèi)生檢查員佩戴，以確定當(dāng)前正在焊接工作環(huán)境中工作的一個或更多個焊接者所經(jīng)歷的接觸水平是否符合當(dāng)前行業(yè)標準。
[0036]此外，RF收發(fā)器610可以起到從處理器125接收警報數(shù)據(jù)和信息并且將相關(guān)聯(lián)的命令消息或信號傳輸給當(dāng)前正由系統(tǒng)500的使用者操作的焊接電源(未示出)的作用，以例如在處理器125確定污染物水平不安全或接近不安全水平時切斷或關(guān)閉焊接電源。以類似的方式，RF收發(fā)器610可以將相關(guān)聯(lián)的命令消息或信號傳輸?shù)酵L(fēng)系統(tǒng)(未不出),從而如果處理器125確定污染物水平是不安全的或接近不安全水平，改變通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)(例如，加快通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)扇速度)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方案，RF收發(fā)器610可以以一些其他類型的無線通信設(shè)備替換，例如，舉例來說，紅外收發(fā)器或聲波收發(fā)器。其他類型的無線通信設(shè)備也是可能的。因此，外部警報站、焊接電源和通風(fēng)系統(tǒng)將被配置來與這樣的可替換的無線通信設(shè)備通信。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的實施方案，IWA被配置來生成和/或分析歷史接觸數(shù)據(jù)。例如，IWA可以接收來自于EAM設(shè)備的以空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的形式的歷史接觸數(shù)據(jù)，并且處理和分析歷史接觸數(shù)據(jù)，以生成以接觸警報數(shù)據(jù)和信息形式的統(tǒng)計接觸參數(shù)和趨勢數(shù)據(jù)。這種統(tǒng)計接觸參數(shù)和趨勢數(shù)據(jù)可以給行業(yè)衛(wèi)生檢查員提供關(guān)于車間或工廠的環(huán)境操作(例如超過整八小時轉(zhuǎn)換或超過整個星期)的豐富洞悉。
[0039]總之，本發(fā)明的實施方案包括提供實時煙氣接觸警報能力的焊接頭盔。焊接頭盔包括焊接面罩，所述焊接面罩被配置來佩戴在使用者的頭上以在焊接工藝期間保護使用者。焊接面罩還包括智能警報裝置，所述智能警報裝置與焊接面罩集成，并且被配置來以通信方式與外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備接口連接以從外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)。焊接面罩還包括空氣采樣提取和輸出端口，所述空氣采樣提取和輸出端口與焊接面罩集成，并且被配置來連接到用于對在焊接面罩之內(nèi)的可呼吸空氣進行采樣的空氣采樣管的近端。空氣采樣管的遠端被配置來連接到外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備的空氣采樣進入端口。智能警報裝置包括處理器，所述處理器被配置來處理從外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備接收到的空氣采樣輸出數(shù)據(jù)，以生成至少警報數(shù)據(jù)。智能警報裝置還可以包括使用者界面，所述使用者界面被可操作地連接到處理器，并且被配置來允許使用者設(shè)置至少一個接觸水平設(shè)置點和/或從多個預(yù)先定義的警報操作模式中選擇警報操作模式。智能警報裝置還可以包括無線通信設(shè)備，所述無線通信設(shè)備被可操作地連接到處理器，并且被配置來從處理器接收至少警報數(shù)據(jù)，并且被配置來以無線方式將至少警報數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠烤瘓笳?。智能警報裝置還可以包括無線通信設(shè)備，所述無線通信設(shè)備被可操作地連接到處理器，并且被配置來以無線方式從外部監(jiān)控設(shè)備接收空氣采 樣輸出數(shù)據(jù)并且將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)提供給處理器以進行處理。智能警報裝置可以被配置來以通信方式與外部通風(fēng)系統(tǒng)接口連接，以導(dǎo)致響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)的外部通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)的改變。此外，智能警報裝置可以被配置來以通信方式與焊接電源接口連接，以響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)可操作地關(guān)閉焊接電源。智能警報裝置還可以包括報警設(shè)備或警示設(shè)備，所述報警設(shè)備或警示設(shè)備被可操作地連接到處理器，并且被配置為一旦從處理器收到警報信號即報警。根據(jù)本發(fā)明的可替換的實施方案，報警或警報設(shè)備不是智能警報裝置的部分，取而代之的是可操作地接口連接到智能警報裝置，以從智能警報裝置接收激活警報信號。
[0040]本發(fā)明的另一實施方案包括提供實時焊接煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的套件。套件包括焊接頭盔，所述焊接頭盔具有與焊接頭盔集成的空氣采樣提取和輸出端口。頭盔被配置來佩戴在套件的使用者的頭上，以在焊接工藝期間保護使用者。套件還包括氣溶膠監(jiān)控設(shè)備，所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備具有空氣采樣進入端口，并且被配置來生成空氣采樣輸出數(shù)據(jù)。套件還包括智能警報裝置，所述智能警報裝置被配置來以通信方式與氣溶膠監(jiān)控設(shè)備接口連接，并且被配置來響應(yīng)于空氣采樣輸出數(shù)據(jù)生成至少警報數(shù)據(jù)。智能警報裝置與焊接頭盔在物理上可以是集成的，或可以能夠被附接到焊接頭盔或從焊接頭盔分離。套件還包括具有近端和遠端的空氣采樣管?？諝獠蓸庸鼙慌渲脕碓诳諝獠蓸庸艿慕颂幙刹僮鞯嘏c焊接頭盔的空氣采樣提取和輸出端口相配接，并且還被配置來在空氣采樣管的遠端處可操作地與氣溶膠監(jiān)控設(shè)備的空氣采樣進入端口相配接。套件還可以包括具有近端和遠端的通信線纜。通信線纜被配置來在通信線纜的近端處與智能警報裝置的通信輸入端口相配接。通信線纜還被配置來在通信線纜的遠端處與氣溶膠監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端口相配接。可替換地，通信線纜便利從氣溶膠監(jiān)控設(shè)備至智能警報裝置的有線通信。智能警報設(shè)備和氣溶膠監(jiān)控設(shè)備可以被配置來以無線方式彼此通信。智能警報裝置還包括無線通信能力，所述無線通信能力被配置來將由智能警報裝置生成的警報信息傳輸?shù)酵獠烤瘓笳?。智能警報裝置可以被配置來以通信方式與外部通風(fēng)系統(tǒng)接口連接，以導(dǎo)致響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)的外部通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)的改變。智能警報裝置可以被配置來以通信方式與焊接電源接口連接，以響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)可操作地關(guān)閉焊接電源。智能警報裝置可以包括使用者界面，所述使用者界面被配置來允許使用者設(shè)置至少一個接觸水平設(shè)置點和/或從多個預(yù)先定義的警報操作模式中選擇警報操作模式。智能警報裝置可以包括報警設(shè)備或警示設(shè)備，所述報警設(shè)備或警示設(shè)備被配置來當(dāng)警報條件被智能警報裝置確定時被激活。根據(jù)本發(fā)明的可替換的實施方案中，報警或警示設(shè)備不是智能警報裝置的部分，取而代之的是可操作地接口連接到智能警報裝置，以從智能警報裝置接收激活警報條件信號。套件還可以包括帶具或皮帶，所述帶具或皮帶用于在帶具或皮帶被使用者佩戴時攜持氣溶膠監(jiān)控設(shè)備。
[0041]本發(fā)明的進一步的實施方案包括提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括用于在焊接工藝期間保護使用者的頭的裝置、用于監(jiān)控源自用于保護的裝置之內(nèi)的可呼吸空氣采樣以生成空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的裝置以及用于處理空氣采樣輸出數(shù)據(jù)以生成至少警報數(shù)據(jù)的裝置。系統(tǒng)還包括用于將空氣采樣輸出數(shù)據(jù)從用于監(jiān)控的裝置傳遞到用于處理的裝置的裝置。系統(tǒng)還可以包括用于響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)生成警示或報警的裝置。系統(tǒng)還可以包括用于使用者設(shè)置至少一個接觸水平設(shè)置的裝置，以及用于使用者從多個預(yù)先定義的警報操作模式中選擇警報操作模式的裝置。系統(tǒng)還可以包括用于將警報數(shù)據(jù)傳遞到外部警報站的裝置，以及用于導(dǎo)致響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)的外部通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)的改變的裝置。系統(tǒng)還可以包括用于響應(yīng)于警報數(shù)據(jù)關(guān)閉焊接電源的裝置，以及用于將用于監(jiān)控的裝置攜持于使用者身上的裝置。
[0042]盡管已經(jīng)參照特定實施方案描述了本申請所要求保護的主題內(nèi)容，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，可以作出各種改變并且可以替換等同物而不會偏離所要求保護的主題內(nèi)容的范圍。另外，可以對所要求保護的主題內(nèi)容的教導(dǎo)作出許多修改來適應(yīng)特定情況或材料而不偏離所要求保護的主題內(nèi)容的范圍。因此，所意圖的是，所要求保護的主題內(nèi)容不受限于所公開的特定實施方案，而所要求保護的主題內(nèi)容將包括落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實施方案。
[0043]參考標號:
[0044]100 焊接頭盔
[0045]110 焊接面罩
[0046]120 智能警報裝置
[0047]121 使用者界面
[0048]122 通信輸入端口
[0049]123 射頻天線
[0050]124 警示設(shè)備
[0051]125 處理器
[0052]126 發(fā)射器
[0053]130 輸出端口
[0054]200 焊接頭盔
[0055]300 系統(tǒng)
[0056]310 氣溶膠監(jiān)控設(shè)備
[0057]311 數(shù)據(jù)輸出端口
[0058]312 空氣采樣進入端口
[0059]320 通信線纜
[0060]330 空氣采樣管[0061]500系統(tǒng)
[0062]510焊接頭盔
[0063]520IffA
[0064]530EMA 設(shè)備
[0065]531RF 天線
[0066]610RF 收發(fā)器
[0067]620RF 發(fā)射器
【權(quán)利要求】
1.一種焊接頭盔(100)，所述焊接頭盔(100)提供實時煙氣接觸警報能力，所述焊接頭盔(100)包括: 焊接面罩(110)，所述焊接面罩(110)被配置來佩戴在使用者的頭上，以在焊接工藝期間保護所述使用者； 智能警報裝置(120)，所述智能警報裝置(120)與所述焊接面罩(110)集成并且被配置來以通信方式與外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)接口連接，以從所述外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)接收空氣采樣輸出數(shù)據(jù)；以及 空氣采樣提取和輸出端口，所述空氣采樣提取和輸出端口與所述焊接面罩(110)集成并且被配置來連接到空氣采樣管(330)的近端，以對所述焊接面罩(110)之內(nèi)的可呼吸空氣進行采樣，其中所述空氣采樣管(330)的遠端被配置來連接到所述外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)的空氣采樣進入端口(312)。
2.如權(quán)利要求1所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置(120)包括處理器，所述處理器被配置來處理從所述外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)接收到的所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)，以生成至少警報數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置(120)還包括使用者界面，所述使用者界面被可操作地連接到所述處理器，并且被配置來允許使用者設(shè)置至少一個接觸水平設(shè)置點。
4.如權(quán)利要求2或3所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置(120)還包括使用者界面，所述使用者界面被可操作地連接到所述處理器并且被配置來允許使用者從多個預(yù)先定義的警報操作模式中選擇警報操作模式。
5.如權(quán)利要求2至4中的一項所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置(120)還包括無線通信設(shè)備，所述無線通信設(shè)備被可操作地連接到所述處理器并且被配置來從所述處理器接收至少所述警報數(shù)據(jù)以及以無線方式將至少所述警報數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠烤瘓笳尽?br> 6.如權(quán)利要求2至5中的一項所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置(120)包括無線通信設(shè)備，所述無線通信設(shè)備被可操作地連接到所述處理器并且被配置來以無線方式從所述外部氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)接收所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)并且給所述處理器提供所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)以進行處理。
7.如權(quán)利要求2至6中的一項所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置還包括報警設(shè)備，所述報警設(shè)備被可操作地連接到所述處理器并且被配置為一旦從所述處理器收到警報信號即報警。
8.如權(quán)利要求1至7中的一項所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置還被配置來以通信方式與外部通風(fēng)系統(tǒng)接口連接，以導(dǎo)致響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)的所述外部通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)的改變。
9.如權(quán)利要求1至8中的一項所述的焊接頭盔，其中所述智能警報裝置還被配置來以通信方式與焊接電源接口連接，以響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)可操作地關(guān)閉所述焊接電源。
10.一種套件，所述套件提供實時焊接煙氣接觸監(jiān)控和警報能力，所述套件包括: 焊接頭盔(100),所述焊接頭盔(100)具有與所述焊接頭盔集成的空氣采樣提取和輸出端口，所述頭盔(100)被配置來佩戴在所述套件的使用者的頭上，以在焊接工藝期間保護所述使用者；氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)，所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)具有空氣采樣進入端口(312)并且被配置來生成空氣采樣輸出數(shù)據(jù)； 智能警報裝置(120)，所述智能警報裝置(210)被配置來以通信方式與所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)接口連接并且被配置來響應(yīng)于所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)生成至少警報數(shù)據(jù)；以及 空氣采樣管(330)，所述空氣采樣管(330)具有近端和遠端并且被配置來在所述空氣采樣管(330)的所述近端處可操作地與所述焊接頭盔(100)的所述空氣采樣提取和輸出端口相配接，并且還被配置來在所述空氣采樣管(330)的所述遠端處可操作地與所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)的所述空氣采樣進入端口(312)相配接。
11.如權(quán)利要求10所述的套件，進一步包括通信線纜(320)，所述通信線纜(320)具有近端和遠端并且被配置來在所述通信電纜(320)的所述近端處與所述智能警報裝置(120)的通信輸入端口(122)相配接，并且還被配置來在所述通信線纜(320)的所述遠端處與所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)的數(shù)據(jù)輸出端口(311)相配接，以便利從所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)至所述智能警報裝置(120)的有線通信。
12.如權(quán)利要求10或11所述的套件，其中所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備(310)和所述智能警報裝置(120)被配置來以無線方式彼此通信。
13.如權(quán)利要求10至12中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置(120)與所述焊接頭盔(100)在物理上是集成的；和/或其中所述智能警報裝置(120)被配置來附接到所述焊接頭盔并且從所述焊接頭盔分離。
14.如權(quán)利要求10至13中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置(120)包括無線通信能力，所述無線通信能力被配置來將由所述智能警報裝置(120)生成的警報信息傳輸?shù)酵獠烤瘓笳尽?br> 15.如權(quán)利要求10至14中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置還被配置來以通信方式與外部通風(fēng)系統(tǒng)接口連接，以導(dǎo)致響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)的所述外部通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)的改變。
16.如權(quán)利要求10至15中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置(120)還被配置來以通信方式與焊接電源接口連接，以響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)可操作地關(guān)閉所述焊接電源。
17.如權(quán)利要求10至16中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置(120)包括使用者界面，所述使用者界面被配置來允許使用者設(shè)置至少一個接觸水平設(shè)置點。
18.如權(quán)利要求10至17中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置(120)包括使用者界面，所述使用者界面被配置來允許使用者從多個預(yù)先定義的警報操作模式中選擇警報操作模式。
19.如權(quán)利要求10至18中的一項所述的套件，其中所述智能警報裝置(120)包括報警設(shè)備，所述報警設(shè)備被配置來當(dāng)警報條件被所述智能警報裝置確定時被激活。
20.如權(quán)利要求10至19中的一項所述的套件，還包括帶具，所述帶具用于在所述帶具被所述使用者佩戴時攜持所述氣溶膠監(jiān)控設(shè)備。
21.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)提供實時煙氣接觸監(jiān)控和警報能力，所述系統(tǒng)包括: 用于在焊接工藝期間保護使用者的頭的裝置； 用于監(jiān)控源自所述用于保護的裝置之內(nèi)的可呼吸空氣采樣以生成空氣采樣輸出數(shù)據(jù)的裝置；以及 用于處理所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)以生成至少警報數(shù)據(jù)的裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括用于將所述空氣采樣輸出數(shù)據(jù)從所述用于監(jiān)控的裝置傳遞到所述用于處理的裝置的裝置。
23.如權(quán)利要求21或22所述的系統(tǒng)，還包括用于響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)生成警示的裝置。
24.如權(quán)利要求21至23中的一項所述的系統(tǒng)，還包括用于使用者設(shè)置至少一個接觸水平設(shè)置點的裝置。
25.如權(quán)利要求21至24中的一項所述的系統(tǒng)，還包括用于使用者從多個預(yù)先定義的警報操作模式中選擇警報操作模式的裝置。
26.如權(quán)利要求21至25中的一項所述的系統(tǒng)，還包括用于將所述警報數(shù)據(jù)傳遞到外部警報站的裝置。
27.如權(quán)利要求21至26中的一項所述的系統(tǒng)，還包括用于導(dǎo)致響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)的外部通風(fēng)系統(tǒng)的操作狀態(tài)的改變的裝置。
28.如權(quán)利要求21至27中的一項所述的系統(tǒng)，還包括用于響應(yīng)于所述警報數(shù)據(jù)關(guān)閉焊接電源的裝置。
29.如權(quán)利要求21至27中的一項所述的系統(tǒng)，還包括用于將所述用于監(jiān)控的裝置攜持在所述使用者上的裝置。
【文檔編號】A61F9/06GK103648451SQ201280034502
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月12日
【發(fā)明者】D·N·鄧巴 申請人:林肯環(huán)球股份有限公司