[发明专利]声纳导向逃生救援系统

说明书

技术领域

发明涉及一种基于超声波的逃生救援系统，属于声纳技术领域。

背景技术

目前消防员进入火场后，用于寻找出口的主要引导逃生工具是导向绳，由于导向绳自身重量较重，不易携带，其导向距离不超过50米，并且由于导向绳具有高温时可能被烧断，浓烟可见度低时不易被发现等缺点，不能可靠保证消防员的安全，因此其应用受到极大限制。

超声波具有束射和反射特性，基本上可以沿直线传播，其能量远远大于相同振幅的低频声波，在空气介质中，超声波几乎不受光线、粉尘、烟雾、电磁干扰和有毒气体的影响。但由于目前市场上常见的空气中使用的超声波发射换能器的发射声源级为112dB，-6dB开角为60±15°，主要应用于超声波测距，最大检测距离为15米，不能满足火灾现场引导逃生的使用要求，因此目前尚未发现将声纳应用于火灾现场的引导逃生。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种声纳导向逃生救援系统，受环境影响小，能够在火灾现场可靠的为消防人员提供逃生引导，保证消防员的安全。

所述的声纳导向逃生救援系统包括：超声波发射模块和超声波接收模块；所述超声波发射模块作为声源，用于发射超声波信号；所述超声波接收模块用于接收超声波发射模块所发出的超声波信号，并指示声源的方向。

所述超声波发射模块包括：发射模块控制单元、超声波发射换能器、发射模块信号处理单元和电源，所述电源为发射模块控制单元和发射模块信号处理单元供电；所述发射模块信号处理单元包括：信号发生器、功率放大器和匹配变压器；所述信号发生器在发射模块控制单元的控制下产生设定频率的超声波信号，该超声波信号通过功率放大器和匹配变压器放大后，输入至超声波换能器，使所述超声波换能器发出超声波信号。

所述超声波接收模块包括：超声波接收换能器、接收模块控制单元、程控放大器、电源和两个以上方向指示灯；所述电源为接收模块控制单元、程控放大器和方向指示灯供电；所述超声波接收换能器用于接收超声波发射模块所发出的超声波信号，并发送给程控放大器；所述程控放大器用于对所接收到的超声波信号进行放大处理；所述接收模块控制单元对经程控放大器放大后的超声波信号进行采样，并计算采样后的超声波信号的幅值，依据所计算的超声波信号的幅值对程控放大器的放大倍数进行反馈调节：当接收模块控制单元所计算的超声波信号的幅值超过其内部设定的幅值上限时，减小程控放大器的放大倍数，使反馈调节后超声波信号的幅值低于设定的幅值上限；否则，不改变程控放大器的放大倍数。

所述接收模块控制单元将反馈调节后的超声波信号的幅值作为控制参数控制方向指示灯亮的个数，该控制参数越大，方向指示灯亮的个数越多。

作为本发明的一种优选方式，所述超声波发射模块中包括两个以上超声波发射换能器；所述超声波发射模块中用于安装超声波发射换能器的端面为圆弧面，两个以上所述超声波发射换能器沿该圆弧面的轴向和周向间隔分布形成超声波发射换能器阵。

作为本发明的一种优选方式，在所述超声波发射模块中还设置有一个以上用于发射激光射线的激光发射器。

作为本发明的一种优选方式，在所述超声波接收模块中还设置有两个以上距离指示灯；所述接收模块控制单元将反馈调节后的程控放大器的放大倍数作为控制参数控制距离指示灯亮的个数，该控制参数越小，距离指示灯亮的个数越少。

有益效果：

(1)本发明将声纳技术应用于消防员火灾现场的导向逃生，安全可靠，便于携带，受环境影响小；采用该系统消防人员能够快速准确的找到逃生出口，同时能够使救援人员能够快速的找到发出求救信号的消防人员，从而可靠保障消防人员的安全。

(2)在超声波发射模块中采用直线阵和圆弧阵相结合的方式布置超声波发射换能器，能够提高发射声源级和指向性开角，导向距离远，使其满足火场特殊环境的使用要求。同时该装置便于携带，安装方便。

(3)将超声波信号和激光指引相结合，在远距离时依靠超声波信号寻找声源方向，近距离时依靠激光射线确认声源位置，保证消防人员能够快速可靠的找到出口或救援人员能够快速准确找到发出求救信号的消防人员。

(4)在该装置中设置有距离指示灯和方向指示灯，在导向逃生或搜寻救援时能够依据距离指示灯亮的个数快速准确的找到声源方向，依据距离指示灯的个数预估离声源的距离。

附图说明

图1为该系统的整体示意图。

图2为超声波发射模块的结构示意图；

图3为超声波发射换能器阵的布局示意图；

图4为超声波接收模块的结构示意图。