煤矿用职业危害因素监测与防护穿戴装置及其使用方法与流程

本发明属于煤矿监测领域，涉及煤矿用职业危害因素监测与防护穿戴装置及其使用方法。

背景技术：

1、煤工作业时面临噪声、热害、粉尘等的侵害，对身体健康造成了严重的影响。其中以尘肺病最为严重，约占到整个职业病病例的一半左右。正确佩戴舒适、轻便的监测与防护设备是抵御煤矿职业危害的一道防线。目前煤矿的职业危害因素检测仍旧依靠专人通过测量仪器去检测记录，比如煤矿粉尘采样器/监测仪、噪声检测仪、温湿度检测仪等职业危害因素测量设备，普通滤尘口罩、主动送风口罩等粉尘防护装置等，这些设备功能单一，尚不具备完整的职业危害监测与防控功能，更难以实时获得实际作业人员的真实暴露水平，使得职业危害防护针对性不强；煤工在高强度劳作的同时，现有粉尘防护装置体积大、重量重，主机需要挂在腰间，而矿工作业时还要挂接救护器、矿灯等其他仪器，已经难以再承受其他的仪器负重，也给作业带来不便；此外，呼吸防护用品具有一定的私有性，管理不当常常会造成混用，现有硅胶类面罩不便清洗消毒，混用后可能扩大疾病传播风险。

2、煤矿职业危害因素监测与防护穿戴装置是煤矿作业人员的避免职业危害因素对自身身体健康造成损害的最有效工具。目前职业危害因素监测与防护不同步进行使得防护缺少针对性、粉尘防护装置面罩舒适性差，主机穿戴于腰间、颈部、头部等部位给作业带来不便，防护装置经常混用管理困难，本发明就是为了解决上述问题，研发了一种煤矿用职业危害因素监测与防护穿戴装置。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供煤矿用职业危害因素监测与防护穿戴装置及其使用方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、煤矿用职业危害因素监测与防护穿戴装置，该穿戴装置包括背心本体、监控终端、防护面罩、新风气道、穿戴装置主机和防护面罩；

4、所述穿戴装置主机设置在背心本体上，穿戴装置主机电连接有监控终端，穿戴装置主机还与新风气道连接，新风气道与防护面罩连接；

5、所述背心本体包括点位固定带、后衣片、连接线缆、埋线套和模块包；

6、所述点位固定带包括肩带、胸前固定带和腰带，按照人体工学与后衣片连接；肩带与后衣片两侧连接，用于使用者双侧肩背负荷；埋线套通过反光材料缝合在肩带上，上下侧开口不缝合，穿戴装置主机与监控终端的连接线缆从埋线套中穿过，以实现监控终端和主机间的通信；肩带另一侧设有模块包，用于存放螺丝刀、笔和记事本等作业工具；两侧肩带中间由胸前固定带连接，用于使用者胸前锁紧固定；两侧肩带下侧由腰带连接，用于使用者腰部锁紧固定；

7、所述后衣片构成为：从贴近背部到远离背部依次分为隔汗颗粒、透气网布、海绵层、定型板和防水层；后衣片通过透气网布和防水层边缘包沿缝合；靠近背部的内侧阵列分布有半球状的隔汗颗粒；后衣片外层上设置有主机挂接槽，以便穿戴装置主机的拆卸；

8、所述监控终端包括壳体、交互单元、职业危害因素测量模块、终端主控板、通讯模块、无线射频模块和供电模块；所述终端主控板、交互单元、职业危害因素测量模块、通讯模块、无线射频模块和供电模块设置在壳体内部；所述终端主控板分别与交互单元、职业危害因素测量模块、通讯模块、无线射频模块和供电模块信号连接；交互单元包括按键、显示屏、身份信息卡和报警灯；按键控制开关机、权限设置和风量调节；显示屏用于显示职业危害因素测量信息、电量、送风风量和滤料寿命；当电量低、滤料粉尘过载、未正确佩戴口罩时，报警灯闪烁报警；职业危害因素测量模块包括噪声测量模块、温湿度测量模块、粉尘测量模块和有毒有害气体测量模块；通讯模块与外接矿用监控系统连接，上传使用者位置、职业危害监测与防护信息；无线射频模块与身份信息卡匹配，实现使用者身份信息确认，验证是否有使用权限；

9、所述防护面罩包括面罩主体、头带、鼻梁夹紧杆、下颌拉紧带、呼吸阀、触觉传感器和新风接口；面罩主体在鼻梁、左右耳及下颌处围合形成空气交换区；所述头带、鼻梁夹紧杆、下颌拉紧带、呼吸阀、新风接口均设置在面罩主体上；鼻梁夹紧杆位于面罩主体内测上部，为条状金属薄片，通过手动折翻来调整面罩主体与鼻梁的贴合程度，夹紧杆与鼻梁贴合处贴有海绵材料；面罩主体下端边沿穿有下颌拉紧带，通过拉紧固定保证封闭性；呼吸阀位于面罩主体脸颊部位；触觉传感器设于面罩内侧海绵材料下方，与鼻梁贴合，传感器连接线与监控终端连接；新风接口位于面罩双耳下侧；

10、所述穿戴装置主机包括主机机壳、供电单元、主控单元、动力单元和含尘气流过滤单元；主控单元、供电单元、动力单元和含尘气流过滤单元设置在主机机壳内部；主控单元分别与供电单元、动力单元和含尘气流过滤单元信号连接；所述主机机壳上设置有含尘气流入口、新风出口、监控终端连接线接口、供电单元接口和背心挂接口；含尘气流入口位于远离背心一侧；新风出口设置于主机顶端，通过连接气道与防护面罩相连；背心挂接口位于靠近背心一侧，以便穿戴装置主机与背心的连接和拆卸；含尘气流在主机动力单元的作用下从含尘气流入口进入主机壳内，经过滤单元过滤后成为洁净新风，沿新风出口排出进入连接气道，送至防护面罩。

11、进一步，所述肩带上还设置有魔术贴的公面，监控终端上设有魔术贴的母面，公面和母面相互贴合。

12、进一步，所述腰带使用尼龙或者涤棉材料，宽度为30～50mm，厚度为3mm，用于挂接矿灯、自救器、人员定位卡或工具包。

13、进一步，所述后衣片设有反光条。

14、进一步，所述定型板材质为聚碳酸酯或聚丙烯。

15、进一步，面罩主体使用防火耐磨材料，成分含量为98％聚酯和2％聚氨酯；所述头带使用软质弹性材料。

16、进一步，所述连接气道呈“y”型，双头一侧连接新风接口，单头一侧连接穿戴装置主机。

17、进一步，所述背心挂接口为挂钩或固定夹。

18、进一步，所述呼吸阀设置2个。

19、基于所述穿戴装置的使用方法，该方法包括以下步骤：

20、将穿戴装置主机挂接在背心背部，使用连接线将穿戴装置主机与面罩相连，使用连接气道将面罩与穿戴装置主机相连；使用者穿上背心，佩戴好面罩，系上胸前固定带；

21、按下监控终端的开关机按钮，装置初始化后进入待机模式，系统提示确认操作权限；使用身份信息卡在无线射频模块位置刷卡确认操作权限；验证通过后，触觉传感器测量防护面罩佩戴后的触觉压力值，达到设定阈值，送风风机以最小流量为面罩输送新鲜风流，职业危害因素测量模块测量作业环境职业危害信息并在监控终端显示；触觉压力值未达到设定阈值，提示按要求正确佩戴；

22、若使用者对装置默认流量感觉不适，能够通过监控终端的按键手动调整送风风量；

23、当滤料截留粉尘过多造成过滤性能下降时不能再满足防护要求时，监控终端报警的闪烁提示更换滤料；

24、当完成现场作业取下职业危害因素监测与防护装置时，触觉压力值达不到设定阈值，装置进入待机模式，通过监控终端开关按钮关闭装置。

25、本发明的有益效果在于：

26、(1)监测与防护穿戴装置主机以背心为载体，使煤矿作业人员身上负重得到均衡分布，减少脖颈、腰间负重带来的不便，提高佩戴舒适性；

27、(2)通过监测终端集成煤矿粉尘、噪声、温湿度、有毒有害气体等常见职业危害因素在线测量和穿戴装置控制功能，实现一机多用；

28、(3)采用无线射频技术配合身份识别卡实现装置启动，私有性更强，避免他人冒用；

29、(4)监测终端与装置主机通过可插拔连接线连接，可实现背心、监测终端、面罩、装置主机的分离，从而使得背心和面罩方便拆卸洗涤消毒以保持干净卫生；

30、(5)通过防护面罩与人体面部的接触压力检测是否正确佩戴，与图像识别等方式相比成本更低、实用性更强。

31、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。