聲納導向逃生接收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實用新型涉及一種超聲波接收裝置，具體涉及一種可以檢測超聲波信號源方向和距離的裝置，屬于聲納技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前消防員進入火場后，用于尋找出口的主要引導逃生工具是導向繩，由于導向繩自身的重量較重，不易攜帶，其導向距離不超過50米，并且由于導向繩具有高溫時可能被燒斷，濃煙可見度低時不易被發(fā)現(xiàn)等缺點，不能可靠保證消防員的安全，因此其應用受到極大限制。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實用新型提供一種聲納導向逃生接收裝置，將聲納技術(shù)應用于消防員火災現(xiàn)場的導向逃生，安全可靠，便于攜帶，導向距離遠，受環(huán)境影響小。
[0004]所述的聲納導向逃生接收裝置包括:超聲波接收換能器、信號處理板、電池和殼體；在所述殼體的前端面設置有超聲波接收換能器的安裝孔，所述超聲波接收換能器內(nèi)嵌在該安裝孔內(nèi)；所述信號處理板和電池密封安裝在殼體內(nèi)部；所述信號處理板上設置有電源穩(wěn)壓器、程控放大器、控制單元和兩個以上方向指示燈，所述電池輸出電壓通過電源穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后為程控放大器、控制單元和方向指示燈供電；在殼體上對應方向指示燈的位置設置有透明視窗。
[0005]所述超聲波接收換能器用于接收超聲波信號，并發(fā)送給程控放大器。
[0006]所述程控放大器用于對所接收到的超聲波信號進行放大處理。
[0007]所述控制單元用于對經(jīng)程控放大器放大后的超聲波信號進行采樣，并計算采樣后的超聲波信號的幅值，依據(jù)所計算的超聲波信號的幅值對程控放大器的放大倍數(shù)進行反饋調(diào)節(jié):當控制單元所計算的超聲波信號的幅值超過其內(nèi)部設定的幅值上限時，減小程控放大器的放大倍數(shù)，使反饋調(diào)節(jié)后超聲波信號的幅值低于設定的幅值上限；否則，不改變程控放大器的放大倍數(shù)。
[0008]所述控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號的幅值作為控制參數(shù)控制方向指示燈亮的個數(shù)，該控制參數(shù)越大，方向指示燈亮的個數(shù)越多。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選方式，在所述信號處理板上還設置有兩個以上距離指示燈；在殼體上對應距離指示燈的位置設置有透明視窗，所述控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的程控放大器的放大倍數(shù)作為控制參數(shù)控制距離指示燈亮的個數(shù)，該控制參數(shù)越小，距離指示燈亮的個數(shù)越少。
[0010]有益效果:
[0011]將聲納技術(shù)應用于消防員火災現(xiàn)場的導向逃生，安全可靠，便于攜帶，受環(huán)境影響小；采用該裝置消防人員能夠快速準確的找到逃生出口，保障消防人員的安全。
[0012]在該裝置中設置有距離指示燈和方向指示燈，消防人員能夠依據(jù)距離指示燈亮的個數(shù)快速準確的找到聲源方向，依據(jù)距離指示燈的個數(shù)預估距出口的距離，使其能夠清楚其當前逃生狀態(tài)。
【附圖說明】
[0013]圖1為該聲納導向逃生接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為該聲納導向逃生接收裝置中信號處理板上各部件之間的連接關(guān)系。
[0015]其中:1-殼體，2-安裝孔
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0017]超聲波具有束射和反射特性，基本上可以沿直線傳播，其能量遠遠大于相同振幅的低頻聲波，在空氣介質(zhì)中，超聲波幾乎不受光線、粉塵、煙霧、電磁干擾和有毒氣體的影響。基于此特性，本實施例將聲納技術(shù)應用于消防員火災現(xiàn)場的導向逃生，提供一種聲納導向逃生接收裝置。
[0018]所述的聲納導向逃生接收裝置包括:超聲波接收換能器、信號處理板、電池和殼體1，所述超聲波接收換能器的型號為US25-16CR，能夠接收單一頻率的25Hz的超聲波信號。由于超聲波具有束射特性，為保證持有該接收裝置的消防人員能夠依據(jù)所接收到的超聲波信號準確判斷聲源方向，在所述殼體1的前端面設置有安裝孔2，所述超聲波接收換能器內(nèi)嵌在該安裝孔2內(nèi)，如圖1所示。由此當安裝孔2的開口方向正對著聲源時，超聲波接收換能器所接收大的信號最強。
[0019]所述信號處理板和電池密封安裝在殼體內(nèi)部，信號處理板上設置有電源穩(wěn)壓器、程控放大器和單片機，所述電池輸出電壓通過電源穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后為程控放大器和單片機供電。在所述信號處理板上設置有受控于單片機的方向指示燈和距離指示燈，所述方向指示燈和距離指示燈各一排(本實施例中方向指示燈和距離指示燈均為五個)，在殼體上對應方向指示燈和距離指示燈的位置設置有透明視窗。
[0020]所述信號處理板上的信號控制如圖2所示，超聲波接收換能器通過信號程控放大器與單片機相連。所述超聲波接收換能器用于接收超聲波發(fā)射換能器(聲源)所發(fā)出的超聲波信號，并發(fā)送給程控放大器，所述程控放大器對所接收到的超聲波信號進行放大處理。
[0021]所述單片機對經(jīng)程控放大器放大后的超聲波信號進行采樣，并計算采樣后的超聲波信號的幅值，然后依據(jù)所計算的幅值對程控放大器的放大倍數(shù)進行反饋調(diào)節(jié)，具體為:在所述單片機內(nèi)設置有超聲波信號的幅值上限，當其計算的幅值超過該上限時，對程控放大器的放大倍數(shù)進行反饋調(diào)節(jié)，減小其放大倍數(shù)。本實施例中每次反饋調(diào)節(jié)時將程控放大器的放大倍數(shù)縮減至原放大倍數(shù)的一半，直至所計算的超聲波信號的幅值低于所設定的幅值上限。
[0022]所述單片機依據(jù)接收到的超聲波信號的強弱分別控制方向指示燈和距離指示燈亮的個數(shù)，使消防人員由此可判斷聲源的方向和距離。其控制原理為:
[0023](1)方向指示燈:單片機將反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號的幅值作為控制參數(shù)(當不需反饋調(diào)節(jié)時，直接將所計算的超聲波信號的幅值作為控制參數(shù))控制方向指示燈亮的個數(shù)，該控制參數(shù)越大，方向指示燈亮的個數(shù)越多，表明越接近聲源方向。原因為:由于超聲波具有束射特性，而超聲波接收換能器內(nèi)嵌在殼體的安裝孔內(nèi)；在固定位置搜尋聲源方向時，安裝孔的開口方向與聲源之間的夾角越小，超聲波接收換能器所接收到的超聲波信號越強，則反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號的幅值越大；當安裝孔的開口方向正對著聲源時，反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號的幅值最大。
[0024](2)距離指示燈:單片機將反饋調(diào)節(jié)后的程控放大器的放大倍數(shù)作為控制參數(shù)(當不需反饋調(diào)節(jié)時，直接將程控放大器的原放大倍數(shù)作為控制參數(shù))控制距離指示燈亮的個數(shù)，該控制參數(shù)越小，距離指示燈亮的個數(shù)越少，表明與聲源之間的距離越小。原因為:當沿著搜尋的方向越接近聲源時，超聲波接收換能器所接收到的超聲波信號越強，為保證超聲波信號的幅值低于所設定的幅值上限，則程控放大器的放大倍數(shù)越小。
[0025]該聲納導向逃生接收裝置的工作原理為:消防人員進入火災現(xiàn)場時，隨身攜帶該接收裝置，在火災現(xiàn)場的入口放置超聲波發(fā)射換能器作為聲源。當消防人員完成消防任務或遇到緊急情況需要撤離，而火災現(xiàn)場受濃煙影響無法確定出口方向時，打開該逃生接收裝置，超聲波接收換能器即可接收聲源所發(fā)送的超聲波信號。消防人員首先在原地水平移動該接收裝置，使超聲波接收換能器沿不同方向搜尋聲源，此時方向指示燈亮的個數(shù)不斷改變，當方向指示燈亮的個數(shù)最多時，表明此時超聲波接收換能器安裝孔所對的方向與聲源方向(即出口方向)最接近。消防人員沿該方向逃生，在逃生過程中，距離指示燈亮的個數(shù)逐漸減少，提示消防人員離出口越來越近。由此使消防人員能夠以最快的速度找到出口，確保安全。
[0026]由于超聲波具有反射特性，即使在火災現(xiàn)場有障礙物，由于障礙物能夠?qū)Τ暡ㄐ盘栠M行反射，也能保證超聲波接收換能器能夠接收到超聲波信號，并一步步接近聲源位置。本裝置首次將聲納技術(shù)應用于消防員火災現(xiàn)場的導向逃生，與過去消防員導向逃生用的導向繩相比，具有便于攜帶，導向距離遠，受環(huán)境影響小等明顯優(yōu)勢。
[0027]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.聲納導向逃生接收裝置，其特征在于，包括:超聲波接收換能器、信號處理板、電池和殼體(1);在所述殼體的前端面設置有超聲波接收換能器的安裝孔(2)，所述超聲波接收換能器內(nèi)嵌在安裝孔⑵內(nèi)；所述信號處理板和電池密封安裝在殼體⑴內(nèi)部；所述信號處理板上設置有電源穩(wěn)壓器、程控放大器、控制單元和兩個以上方向指示燈，所述電池輸出電壓通過電源穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后為程控放大器、控制單元和方向指示燈供電；在殼體(1)上對應方向指示燈的位置設置有透明視窗； 所述超聲波接收換能器用于接收超聲波信號，并發(fā)送給程控放大器； 所述程控放大器用于對所接收到的超聲波信號進行放大處理； 所述控制單元用于對經(jīng)程控放大器放大后的超聲波信號進行采樣，并計算采樣后的超聲波信號的幅值，依據(jù)所計算的超聲波信號的幅值對程控放大器的放大倍數(shù)進行反饋調(diào)節(jié):當控制單元所計算的超聲波信號的幅值超過其內(nèi)部設定的幅值上限時，減小程控放大器的放大倍數(shù)，使反饋調(diào)節(jié)后超聲波信號的幅值低于設定的幅值上限；否則，不改變程控放大器的放大倍數(shù)； 所述控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號的幅值作為控制參數(shù)控制方向指示燈亮的個數(shù)，該控制參數(shù)越大，方向指示燈亮的個數(shù)越多。2.如權(quán)利要求1所述的聲納導向逃生接收裝置，其特征在于，在所述信號處理板上還設置有兩個以上距離指示燈；在殼體(1)上對應距離指示燈的位置設置有透明視窗，所述控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的程控放大器的放大倍數(shù)作為控制參數(shù)控制距離指示燈亮的個數(shù)，該控制參數(shù)越小，距離指示燈亮的個數(shù)越少。
【專利摘要】本實用新型公開一種聲納導向逃生接收裝置，將聲納技術(shù)應用于消防員火災現(xiàn)場的導向逃生，安全可靠，便于攜帶，導向距離遠，受環(huán)境影響小。該聲納導向逃生接收裝置包括：殼體以及位于殼體內(nèi)的超聲波接收換能器、信號處理板和電池。其中超聲波接收換能器用于接收超聲波發(fā)射源所發(fā)出的超聲波信號，信號處理板上的電路對所接收到的信號進行處理后，控制方向指示燈和距離指示燈亮的個數(shù)，從而為消防員提供方向指引，保證其以最快的速度找到出口，確保安全。
【IPC分類】G01S1/78, A62B5/00
【公開號】CN205038336
【申請?zhí)枴緾N201520779231
【發(fā)明人】彭永剛, 楊翰卿, 蔡大可, 宋凱
【申請人】北京長城電子裝備有限責任公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月9日