基于多传感器协同的焊接安全监测系统

摘要

本发明公开了一种基于多传感器协同的焊接安全监测系统，包括焊接人员安全帽、集成有单片机内核的Zgibee片上系统、光敏传感器及接口电路、反射式红外光电传感器及接口电路、三轴加速度传感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板护目镜、手持式面罩、Zigbee模块。本发明结构合理，能及时准确判断从业人员是否使用焊手持面罩或护目镜、是否佩戴安全帽、是否跌倒。

主权项

一种基于多传感器协同的焊接安全监测系统，其特征是：包括焊接人员安全帽、集成有单片机内核的Zgibee片上系统、光敏传感器及光敏传感器接口电路、反射式红外光电传感器及反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板护目镜、手持式面罩、Zigbee模块；其中集成有单片机内核的Zigbee片上系统、光敏传感器及光敏传感器接口电路、反射式红外光电传感器及反射式红外光电传感器接口电路、第一遮光板、三轴加速度传感器均安装在焊接人员安全帽上；集成有单片机内核Zigbee片上系统、光敏传感器接口电路、反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器均安装在焊接人员安全帽内；光敏传感器、反射式红外光电传感器、第一遮光板固定安装在焊接人员安全帽外表面；当焊接人员戴上安全帽后，光敏传感器应位于正前方，能够感测焊接人员前方的外界光强；当焊接人员戴上安全帽、戴上护目镜后，反射式红外光电传感器位于正前方，发射管指向护目镜；第一遮光板固定安装在反射式红外光电传感器前方，长度长于反射式红外光电传感器，确保焊接人员前方的光源不会干扰红外光电传感器；如焊接人员佩戴护目镜作为防护用具，护目镜上表面与红外光电传感器相对处，贴上反射片，第二遮光板固定安装在反射片前方，确保焊接人员前方的光源不会经反射片反射到红外光电传感器；在舱室门口放置有Zigbee通讯模块，负责将安全帽中Zigbee片上系统传递的信息，通过无线网络输出至监控室；手持面罩或护目镜检测过程：在焊接中，焊工采用手持面罩或者佩戴护目镜来进行弧光防护；在确认焊接人员佩戴了安全帽后，单片机软件延时，单片机软件延时后，再读取光敏传感器信息，如果光敏传感器不再感受到弧光，则说明焊接人员已经拿起来面罩，阻挡了孤光传输到光敏传感器；如果单片机延时后，光敏传感器任能够感受弧光，可能存在两种情况：一是焊接人员没有用手持式面罩，但是使用了护目镜；二是焊接人员既没有使用手持面罩，也没有使用护目镜；因此下一步，进行护目镜检测；安全帽上安装的反射式红外光电传感器发射管指向焊接人员鼻梁处，在鼻梁上方的护目镜表面，贴上反射片，如果焊接人员佩戴了护目镜，则反射式红外电传感器接收管能够接收到反射的红外光；如果焊接人员未佩戴护目镜，则反射式红外光电传感器接收管接收不到足够的光强；为了避免弧光干扰，在反射式红外光电传感器、反射片处，均固定安装遮光板；单片机通过调制方式驱动反射式红外光电传感器发射管；，红外接收管经过接口电路连接到单片机，单片机通过软件检测频率为f的反射信号，从而增加了系统抗干扰能力；当单片机持续检测到光敏传感器响应，却没有检测到反射式红外传感器响应，则可判定焊接人员既为使用手持面罩，也未使用护目镜，则安全帽中的Zigbee片上系统的单片机将焊接人员身份、报警信息传输给舱室出入口的Zigbee通讯模块，由该通讯模块将信号逐层上传，直至总监控室，实现记录和管理。