[发明专利]焊接作业无线监测报警系统

说明书

本申请是申请号：201410650747.1、申请日：2014.11.17、名称“基于多传感器信息融合的船舶焊接人员远程监测报警系统”的分案申请。

技术领域

本发明涉及涉及一种监测系统，是一种基于多传感器信息融合的船舶焊接人员远程监测报警系统。

背景技术

船舶修造行业属于劳动力和技术密集型行业，在船体建造中，焊接工时约占船体建造总工时的30%～40%，焊接成本占船体建造总成本的30%～50%。船舶焊接工作量很大，万吨级油船对接焊缝在20KM左右；十万吨级油船，对接焊缝在50KM左右；此外，万吨级集装箱船、散装货船、汽车运输船等大型船舶，对接焊缝在长达30KM左右。

我国船舶修造焊接多以人工焊接为主，2012年北京大学等机构学者(徐岩, 宫曼漫, 王姣等. 电焊紫外辐射对工人危害及防护措施现况调查[J]. 北京大学学报（医学版），2012,44（3）：448-453)就电焊紫外辐射对作业人员的危害进行了调研。究共获得有效问卷828 份，其中电焊工721 人，辅工107 人。面部皮肤损伤的症状及体征发生率从高到低依次是灼热刺痛(48.7%)、皮肤痒(39%)、色素沉着(31.9%)、皮肤潮红(25.4%)、感觉迟钝麻木(12%)、斑疹丘疹(10.1%)、疣状赘生物( 3.7%)。被调查的工人中，90% 的人在过去一年内发生过电光性眼炎，眼部损伤的症状按发生率从高到低依次是眼部疼痛(61.5%)、畏光流泪(61.4%)、视物模糊(50.2%)、烧灼感(35.9%、异物感(32%) 、眼睛抽搐(12.2%)。对438名工人眼部体检发现晶状体混浊的发生率为15.8%，眼底病变的发生率为2.5%。

焊接弧光引发的焊工电光性眼炎被列为是尘肺病之外的第二大职业病，不佩戴防护面罩的危险度是佩戴防护面罩的1.8倍，且在在多人同时进行焊接作业的场合，不从事焊接作业的人员，同样容易受到周边弧光辐射的伤害。在船舶修造企业频繁出现焊接时不带护目镜或焊接面罩的行为，弧光、飞溅引起视觉损伤，皮肤组织伤害甚至皮肤癌，严重影响了身体健康及工作效率。对于这种违反焊接作业安全管理规范、防护意识淡泊的行为必须进行有效监测和管理，杜绝由此引起的健康伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，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、是否跌倒的基于多传感器信息融合的船舶焊接人员远程监测报警系统。

本发明的技术解决方案是：

一种基于多传感器信息融合的船舶焊接人员远程监测报警系统，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。

Zigbee片上系统采用CC2530型号的芯片，内含有51内核的单片机。

焊接开始及安全帽佩戴检测过程：