[发明专利]一种火灾救援人员佩戴的安全头盔

权利要求书

1.一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，其特征是，包括数据采集模块、数据传输模块、远程终端和预警模块，所述数据采集模块用于采集火灾现场的环境信息，所述数据传输模块用于将采集得到的环境信息传输到远程终端，所述远程终端用于对采集得到的环境信息进行处理并进行火灾现场的安全等级评估，当评估结果为当前环境较为危险时，所述预警模块4即以语音提示的方式进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，其特征是，所述数据采集模块采集得到的环境信息包括火灾现场空气温度和火灾现场的空间体积。

3.根据权利要求2所述的一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，其特征是，所述数据传输模块采用GPRS的无线传输方式。

4.根据权利要求3所述的一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，其特征是，所述远程终端包括数据处理模块和安全评估模块，所述数据处理模块用于对采集得到的环境信息进行处理，所述安全评估模块用于根据处理后的数据对火灾现场进行安全等级评估。

5.根据权利要求4所述的一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，其特征是，所述数据处理模块用于对传感器采集得到的数据进行处理，具体为：

设某时刻i采集到的火灾现场空气温度为t_i，则处理后的空气温度为t_i′：

式中，f₁、f₂、f₃分别为相应的权重因子。

6.根据权利要求5所述的一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，其特征是，所述安全评估模块用于根据处理后的数据对火灾现场进行安全状态评估，具体包括：

(1)根据采集得到的环境信息对火灾现场能见度进行计算，计算公式为：

N＝C/p

式中，N为火灾现场能见度，C为无量纲常数，此处C＝3，p为烟气的消光系数；

其中，烟气的消光系数p为：

则，能见度的最终表达式为：

式中，p_m为烟气的平均减光系数，x_m为木材的建光系数，y_m为纺织品的减光系数，z_m为塑料的减光系数，α₁、α₂、α₃分别为木材、纺织品和塑料的减光系数的权重，m_e为燃烧物的产烟量占总燃料的质量比率，为固定常数，ρ是可燃物的烟气生成效率，k是单位质量可燃物的理论最大发烟量，l是发烟材料的质量燃烧速率，V是火灾现场的空间体积；

(2)火灾现场温度增长系数R的测量可以通过测量火灾现场的空气温度来确定，计算公式为：

其中，h为实时测量得到的空气温度，h₀为固体燃烧的平均热释放率，h₁为液体燃烧的平均热释放率，h₂为气体燃烧的平均热释放率，τ₁、τ₂、τ₃分别为固体、液体和气体燃烧时热释放率的权重，τ₁、τ₂、τ₃>0且τ₁+₂+₃＝1，t为消防员进入火灾现场的救援时间；

(3)定义火灾现场的安全评估系数，当安全评估系数低于安全阈值时即进行预警，提醒消防员退出火灾现场，

安全评估系数α为：

其中，α为火灾现场安全性的评估系数，R为火灾现场的温度增长系数，N为火灾现场的能见度；

(4)根据安全评估系数α与安全阈值ω之间的关系定义划分安全等级，具体为：

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