用于安全器件的帶有可選校準室的報警器加強保護蓋的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 該國際專利申請要求由元等人于2012年10月2號提交的美國臨時專利申請?zhí)?No. 61/708, 839的標題為"用于安全器件的帶有可選校準室的報警器加強保護蓋"的優(yōu)先 權(quán)，其內(nèi)容通過引用合并于此。
[0003] 發(fā)明背景 1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本公開的發(fā)明通常地關(guān)于用于便攜式安全器件的保護蓋，并且更具體地關(guān)于加強 來自這樣的裝置上的報警器的聲音和視覺輸出的保護蓋。 2.
【背景技術(shù)】
[0005] 極端環(huán)境下工作的人員經(jīng)常使用和佩戴便攜式安全裝置。這樣的安全裝置可以監(jiān) 測有毒的、易燃的或者含揮發(fā)性的有機化合物（V0C s)的氣體的濃度，或者監(jiān)測缺氧。一旦 達到了閾限，便攜式裝置可以激活視覺、聲音或震動報警以警告人員潛在的危險。
[0006] 作為實例，在油田、石油生產(chǎn)現(xiàn)場和冶煉廠的工作者經(jīng)常暴露于低濃度的具有公 知的類似于臭雞蛋的臭味的無色氣體：硫化氫（H 2S)中。在較高濃度時，H2S迅速使嗅覺 減弱（150ppm)，能夠引起立即癱倒和神志不清（750ppm)，并且甚至導(dǎo)致心搏停止和死亡 (lOOOppm)。因為缺少感覺警告（例如，當在中毒水平時缺少嗅覺）、極大毒性、并且該危險 無處不在，所以要求工作者在有暴露可能性的工作現(xiàn)場時一直佩戴用于H 2S的個人氣體監(jiān) 測器。
[0007] 然而，便攜式安全裝置的有效性取決于使用者對來自檢測器的報警信號的識別和 反應(yīng)以及這樣的檢測器的精確度。例如，即使在極端并且經(jīng)常很吵的許多工作環(huán)境下，諸如 上述的石油冶煉廠，工作者必須能夠聽到聲音信號。此外，在許多環(huán)境下，由于護目鏡或通 風(fēng)設(shè)備，或單純因為他們進行的工作類型妨礙了這樣的能力，工作者可能難以觀察視覺信 號。穿戴額外的保護服的工作者也可能察覺不到震動報警。
[0008] 便攜式安全裝置的提供精確的聲音、視覺或震動報警的故障經(jīng)常與不頻繁的通氣 測驗和校準有關(guān)。適當?shù)鼐S修和校準這樣的器件對工作者的安全是至關(guān)重要的。然而，在 使用中，如果需要過度的附加時間和/或困難的步驟，則工作者可能不會花時間進行這樣 的測試。
[0009] 一種提供從便攜式安全裝置輸出的加強信號的方法可以是增加外部揚聲器或附 加光以放大聲音和/或視覺報警。這樣的解決方案的難點在于這樣的附加特征帶來的便攜 式裝置的尺寸和重量的增加，以及為了支持這樣的附加特征而對器件的電池的功率要求的 增加。
[0010] 在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了諸如電話這樣的非機動的聲音傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以加強定向到 便攜裝置的聲音。例如，美國專利No. 1，797, 891和5, 778, 062都介紹了碗形反射器，當用 戶向電話說話時，其可以定位在電話的麥克風(fēng)上方以加強用戶的聲音的聲音質(zhì)量。反射器 用于抑制環(huán)境音同時放大用戶的聲音。
[0011] 已經(jīng)公開了類似的想法，以加強來自移動電話內(nèi)置揚聲器的聲音的散發(fā)。美國專 利No. 8, 086, 285描述了一種具有聲音反射器的移動電話，其可以從靠近電話揚聲器的外 殼向外延伸以加強產(chǎn)生的聲音的質(zhì)量。然而，聲音反射器被證明使移動電話的長度額外增 加了 50%。美國專利No. 8, 180, 075介紹了形成了諧振管部分的移動電話殼體，該諧振管將 產(chǎn)生自電話內(nèi)置揚聲器的聲音增強到400-500赫茲（Hz)的范圍。
[0012] 聲音反射器還作為安全裝置公開。例如，美國專利No. 5, 243, 152描述了用于個人 報警器的聲障板，其可以將來自報警器的聲音重定向，使得該聲音不被抑制，諸如在攻擊者 將手放在裝置上的揚聲器上方的情況。美國專利No. 4, 963, 855介紹一組通路，其以諧振管 的方式將來自火警的聲音重定向并且提高。
[0013] 在現(xiàn)有技術(shù)中還提出了非便攜式非機動聲音傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。例如，美國專利申請 No. 2002/0009195描述了用于移動電話的安裝臺，其包括聲音傳導(dǎo)喇叭組件，以放大來自電 話內(nèi)置揚聲器的聲音。美國專利No. 7, 778, 431介紹了用于移動電話的安裝臺，其通過使 用包括腔體和反射表面的共振器將由電話內(nèi)置揚聲器產(chǎn)生的聲音增強。腔體具有100至 200cm 3的容積，并且提供在1500至500Hz之間可調(diào)諧的共振頻率響應(yīng)；內(nèi)腔的尺寸越大頻 率越低。
[0014] 雖然前述專利和申請均提供了加強便攜式裝置的聲音質(zhì)量的方法，但它們都需要 尺寸相當于便攜式裝置自身的附加的設(shè)備。例如，在美國專利No. 7, 778, 431中公開的共振 罩包含100至200cm3的腔體。如果將這樣的腔體附加到標準便攜式裝置，裝置將需要增加 1至3英寸之間的厚度。此外，美國專利No. 8, 086, 285的聲音反射器將給便攜式裝置增加 可觀的長度，并且與便攜式安全裝置時常的情況類似，可能不會將聲音朝著佩戴裝置的個 人定向。
[0015] 已知較小的設(shè)備，諸如美國專利No. 8, 180, 075的諧振管，其在400-500HZ的范圍 內(nèi)放大聲音。然而，該設(shè)備針對說話聲音的頻率范圍內(nèi)的聲音（例如，通常在80至1200Hz 范圍內(nèi)）。現(xiàn)有技術(shù)未描述能夠?qū)⑼ǔＳ糜趫缶鞯墓舱耦l率（2000-4500HZ)的聲音放大 的設(shè)備。此外，現(xiàn)有技術(shù)未描述適用于附加到便攜式裝置的聲音增幅，其必須保持為小的和 輕量化的，也未描述放大來自視覺報警器的信號的方法。
[0016] 現(xiàn)有技術(shù)公開了諸如美國專利No. 5, 243, 152和8, 086, 285中介紹的聲音反射器、 美國專利No. 4, 963, 855和8, 180, 075以及美國專利申請No. 2002/0009195中介紹的聲管， 和美國專利No. 7, 778, 431中介紹的聲室的聲音重定向元件。然而，這些專利中未描述來自 聲音報警器的在諧振頻率范圍2000至4500Hz中的聲壓波重定向。這些專利也未描述將聲 壓波重定向以增強佩戴者在高水平背景噪音的環(huán)境下對聲音信號的察覺。
[0017] 在現(xiàn)有技術(shù)中還需要使改善的便攜式氣體監(jiān)測器的功能性測試和校準簡單化和 快速化。已經(jīng)建立了通氣測試間隔與氣體檢測器故障之間的關(guān)聯(lián)（"Why bump testing saves lives"D. Wagner，Industrial Scientific Corporation)。發(fā)現(xiàn)通氣測試間隔的從 1天到1個月的延期與裝置故障可能性增加4至5倍相互關(guān)聯(lián)。該故障率的增加消除了容 易裝接并易于使用的校準氣體室的優(yōu)點。
[0018] 因此，在非機動設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)需要放大便攜式安全氣體監(jiān)測裝置的聲音和視覺報 警。此外，在便攜式測試裝置領(lǐng)域內(nèi)還需要使得便攜式安全裝置的通氣測試和校準更加快 速和直接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本公開的發(fā)明提供一種用于便攜式安全裝置的保護蓋。保護蓋包括加強裝置的聲 音報警器的聲室和可選的加強光報警器的可視性的視覺報警器引導(dǎo)部。保護蓋由保護便攜 式安全裝置免受機械沖擊和極高溫的薄的耐沖擊材料形成。保護蓋對裝置增加有限的附加 尺寸。聲室在特別用于安全報警的諧振頻率范圍內(nèi)（大約3500±250Hz)放大便攜式安全 裝置上的聲音報警。此外，視覺報警器引導(dǎo)部將來自視覺報警器的光重定向到用戶的視野， 使得用戶可以更容易地察覺到信號。
[0020] 本公開的發(fā)明包括相對于現(xiàn)有技術(shù)小的聲室。聲室具有占容積的40%的出口開口 (3cm 3聲室上1. 2cm 3的開口）。聲室適宜地用在通常用于聲音安全報警器的諧振頻率范圍 內(nèi)（2800至4500Hz)。雖然人類聽力通常感知從20Hz到20000Hz的聲音，但聽力對3000Hz 至4000Hz范圍的聲音最敏感。該頻率范圍外的聲音必須具有更大的振幅以作為相對高聲 而被區(qū)分。本公開的發(fā)明的聲室用于對于人耳的最優(yōu)頻率范圍內(nèi)。
[0021] 報警器加強保護蓋的實施例還可以包括校準氣體室，其為便攜式安全裝置中諸如 氣體監(jiān)測器這樣的氣體傳感器提供容易的校準或通氣測試。
[0022] 從而，根據(jù)其主要方面，簡而言之，本公開的發(fā)明包括用于便攜式安全裝置的報警 器加強保護蓋，該便攜式安全裝置包括聲音報警器。便攜式安全裝置具有外殼，該外殼具有 位于外殼的前面上的揚聲器艙口。報警器加強蓋可以包含具有出口開口的前面板、位于與 所述出口開口相鄰的位置的聲音重定向表面，以及連接到前面板的周邊的