用于提示远离X光透视机辐射的语音提示器

技术领域

本发明的实施例涉及利用红外线感应的语音提示器，具体而言，涉及一种利用红外线感应的并用于提示远离X光透视机辐射的语音提示器。

背景技术

X光透视机是通过X射线对物体物品进行透视的仪器，大型设备多用于医疗，一般是医院为病人看病，例如骨科透视，牙科透视等。X射线的辐射危害很大，短期内大剂量的射线,会发生急性皮肤烧伤,坏死,放射性皮炎,眼球晶体浑浊继发的白内障。长期内低剂量的辐射,发病则一般在几年甚至十几年后,可能发生白血病,其他肿瘤,胎儿的畸变等。

X射线防辐射要做到三点：第一点，距离防护，要远离辐射源；第二点，时间防护,不要长时间待在辐射区域；第三点，屏蔽防护，辐射源区域要有有效的屏蔽装置。X射线可以穿透的物体很多，例如木头、陶瓷、人体骨骼、木头、竹制品、塑料、衣物等纤维制品、玻璃、纸张、薄金属等介质。因此，对于普通人而已，距离防护是最有效也是成本最低的。

目前，在医院的骨科专用手术间门口一般都张贴有辐射提示，提示经过的人注意远离辐射源，但是这种文字提示的效果微乎其微，人们依然会在门口逗留，甚至靠近辐射源。因此，有必要改变辐射提示的手段，提高防辐射效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种用于提示远离X光透视机辐射的语音提示器。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于提示远离X光透视机辐射的语音提示器，包括外壳、以及安装在外壳内的电子模块；电子模块包括电源模块、X射线感应模块、人体感应模块以及语音提示模块，其中，电源模块用于提供工作电压；X射线感应模块包括依次耦接的X射线传感器、第一滤波电路、第一放大电路和第一电压跟随电路，第一电压跟随电路的输出端输出第一电压信号，并与语音提示模块耦接；人体感应模块包括依次耦接的人体热释电红外传感器、第二滤波电路、第二放大电路、第二电压跟随电路和延时输出电路，延时输出电路的输出端输出第二电压信号，并与语音提示模块耦接；语音提示模块输入第一电压信号和第二电压信号，在同时受到第一电压信号和第二电压的触发后启动。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

第一滤波电路包括电阻R1A、电容C4A和电阻R2A，组成RCR T型三阶低通滤波电路。

第二滤波电路包括电阻R1B、电容C4B和电阻R2B，组成RCR T型三阶低通滤波电路。

第一放大电路包括第一放大器、第一基准电压源和第一电位器，第一放大器的负输入端与所述第一滤波电路的输出端耦接、正输入端与第一基准电压源的输出端耦接、输出端与所述第一电压跟随电路的输入端耦接，第一电位器用于调节第一基准电压源的输出电压。

第二放大电路包括第二放大器、第二基准电压源和第二电位器，第二放大器的负输入端与所述第二滤波电路的输出端耦接、正输入端与第二基准电压源的输出端耦接、输出端与所述第二电压跟随电路的输入端耦接，第二电位器用于调节第二基准电压源的输出电压。

第一电压跟随电路包括电容C5A、电阻R4A、电阻R5A和第一电压跟随器，电容C5A的一端与所述第一放大电路的输出端耦接、另一端分别与电阻R4A其中一端、电阻R5A其中一端、第一电压跟随器正输入端耦接，电阻R4A的另一端耦接电源模块，电阻R5A的另一端接地，第一电压跟随器的负输入端耦接输出端，第一电压跟随器的输出端还耦接语音提示模块。

第二电压跟随电路包括电容C5B、电阻R4B、电阻R5B和第二电压跟随器，电容C5B的一端与所述第二放大电路的输出端耦接、另一端分别与电阻R4B其中一端、电阻R5B其中一端、第二电压跟随器正输入端耦接，电阻R4B的另一端耦接电源模块，电阻R5B的另一端接地，第二电压跟随器的负输入端耦接输出端，第二电压跟随器的输出端还耦接延时输出电路。

延时输出电路包括可变电阻、电容C6、二极管、第一非门和第二非门；其中，可变电阻的其中一端与第二电压跟随电路的输出端耦接，另一端与第一非门的输入端耦接；电容的其中一端与可变电阻RV1和第一非门的连接点耦接，另一端接地；二极管的阳极与可变电阻和第一非门的连接点耦接，阴极与可变电阻和第二电压跟随电路的连接点耦接；第一非门的输出端与第二非门的输入端耦接；第二非门的输出端与语音提示模块耦接。

语音提示模块包括继电器、第一开关管、第二开关管、语音芯片和扬声器；其中，第一开关管Q1的基极经过一电阻R6后耦接至第一电压跟随电路的输出端、集电极与继电器的线圈耦接、发射极与第二开关管的集电极耦接；第二开关管的基极经过一电阻R7后耦接至延时输出电路的输出端、发射极接地；继电器的常开触点与语音芯片的电源端耦接，扬声器与语音芯片的输出端耦接。

外壳包括壳体，以及可拆卸地安装在壳体正面的壳盖；壳体背面外壁上设置有挂钩或吸盘或泡棉双面胶，侧壁设置有开关按键孔和指示灯孔；壳盖上设置有一个探头孔和多个喇叭孔。

相比于现有技术，本发明的语音提示器优势在于：包括外壳和电子模块，电子模块又包括电源模块、X射线感应模块、人体感应模块以及语音提示模块，X射线感应模块用于感应X射线辐射并输出第一电压信号，人体感应模块用于感应人体辐射并输出第二电压信号，语音提示模块接收第一电压信号和第二电压信号，在同时受到第一电压信号和第二电压的触发后启动，发出语音提示。本发明的语音提示器同时检测X射线辐射和人体辐射，当两种辐射同时存在时，表明人进入了X射线辐射区域，语音提示模块发出提示音，因此本发明的语音提示器可用于提示人们远离X光透视机发出的X射线的辐射，有效防止人们在辐射区域逗留。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。

图1是本发明较佳实施例的电子模块的模块框图。

图2是图1中电源模块的电路图。

图3是图1中X射线感应模块的电路图。

图4是图1中人体感应模块的电路图。

图5是语音提示模块的电路图。

图6是外壳的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。

本实施例的语音提示器主要用于提示远离X光透视机辐射，其主要包括外壳和电子模块，其中的电子模块为主要功能模块，外壳主要用于保护电子模块。

见图1，电子模块包括电源模块1、X射线感应模块2、人体感应模块3以及语音提示模块4。电源模块1分别与X射线感应模块2、人体感应模块3和语音提示模块4耦接，其用于输入市电，输出15V和5V电压直流电；X射线感应模块2与语音提示模块4耦接，其用于感应X射线辐射并输出第一电压信号；人体感应模块3与语音提示模块4耦接，其用于感应人体辐射并输出第二电压信号；语音提示模块4用于接收第一电压信号和第二电压信号在同时受到第一电压信号和第二电压的触发后启动，发出语音提示以达到提示远离X光透视机辐射的目的。

见图2，电源模块主要包括依次耦接的降压器T1、整流器UR、第一集成稳压器UD1和第二集成稳压器UD2，本模块的主要作用在于输出稳压直流电以供后续各模块使用。各元器件的规格型号是：降压器T1采用220V输入变15V输出的规格降压器，整流器UR采用全桥整流式整流器，第一集成稳压器UD1采用LM7812型三端稳压集成电路IC芯片，第一集成稳压器UD2采用LM7805型三端稳压集成电路IC芯片。各元器件的电路连接关是：降压器T1的初级端通过插座接入电网，同时初级端上还设置有电源开关S1，次级端耦接整流器UR的输入端，整流器UR的输出端耦接第一集成稳压器UD1的输入端，第一集成稳压器UD1的输出端输出15V直流电，并且耦接第二集成稳压器UD2的输入端，第二集成稳压器UD2的输出端输出5V直流电。各元器件的用途是：降压器T1用于输入220V电压市电，并将220V电压降压为15V电压，并输出15V电压交流电给整流器UR；整流器UR用于将15V电压交流电整流为13.5V-13V电压直流电(整流过程会造成电压降压1.5-2V)，并输出13.5V-13V电压直流电给第一集成稳压器UD1；第一集成稳压器UD1用于将13.5V-13V电压直流电进行第一次降压稳压，并输出12V电压直流电；第二集成稳压器UD2用于将12V电压直流电进行第二次降压稳压，并输出5V电压直流电。

为提升电源模块的电路性能，在第一集成稳压器UD1的输入端(或者说是整流器UR的输出端)设置有第一滤波电容C1(电解电容，容值220μF)，在第一集成稳压器UD1的输出端(或者说是第二集成稳压器UD2的输入端)设置有第二滤波电容C2(电解电容，容值220μF)，在第二集成稳压器UD2的输出端设置有第三滤波电容C3(电解电容，容值220μF)。为使电源模块有通电指示效果，在整流器UR的输出端(或者说是第一集成稳压器UD1的输入端)设置有电阻R0(阻值1K)和发光二极管LED1(绿色)的串联电路。

见图3，X射线感应模块包括X射线传感器IC1、第一滤波电路、第一放大电路和第一电压跟随电路，本模块的主要作用在于感受X射线辐射并转换成电压信号，并对电压信号进行滤波、放大、电压跟随的处理后输出。

X射线传感器IC1主要作用是感受X射线并转换成电压信号，优选晶体有钨酸隔的，有碘化铯的，以防止和防护门上的铅发生反应，可选VL53L0X型X射线传感器，或者选申请号为2015103699366的发明专利公开的X射线传感器。

第一滤波电路用于过滤高频信号，其主要包括电阻R1A、电容C4A和电阻R2A。各元器件规格型号分别是：电阻R1A为普通电阻，阻值为1K，电容C4A为普通电容，容值为100pF，电阻R2A为普通电阻，阻值为10K。各元器件的电路连接关系是：电阻R1A、电容C4A和电阻R2A组成RCR T型三阶低通滤波电路，同时电阻R1A还耦接X射线传感器IC1的输出端。

第一放大电路用于将过滤后的信号放大以便于后续对信号进行处理，其主要包括第一放大器U1、第一基准电压源IC2和第一电位器RP1。各元器件规格型号是：第一放大器U1为轨对轨单运算放大器，型号为MCP6001；第一基准电压源IC2为可控精密稳压源，型号为TL431；第一电位器RP1的可调最大阻值为10K。各元器件的电路连接关系是：第一放大器U1的负输入端与电阻R2A耦接，正输入端与第一基准电压源IC2的阴极耦接，输出端与第一电压跟随电路的耦接、同时还经电阻R3A(阻值3.3MΩ)反馈回负输入端。第一基准电压源IC2的电源端接入12V稳压直流电，阳极接地，参考极与第一数字电位器RP1的U

第一电压跟随电路用于起到缓冲的作用，其主要包括电容C5A、电阻R4A、电阻R5A和第一电压跟随器U2。各元器件的规格型号是：电容C5A为普通电容，容值为1μF；电阻R4A为普通电阻，阻值为150K；电阻R5A为普通电阻，阻值为100K；第一电压跟随器U2为低电压运算放大器，型号为LMV358。各元器件的电路连接关系是：电容C5A的一端与第一放大电路U1的输出端耦接、另一端分别与电阻R4A其中一端、电阻R5A其中一端、第一电压跟随器U2正输入端耦接，电阻R4A的另一端接5V稳压直流电，电阻R5A的另一端接地，第一电压跟随器U2的负输入端耦接输出端，第一电压跟随器U2的输出端还耦接语音提示模块4，输出端输出第一电压信号Vout1。电阻R4A和电阻R5A组成电阻衰减电路。

见图4，人体感应模块包括依次耦接的人体热释电红外传感器IC3、第二滤波电路、第二放大电路、第二电压跟随电路和延时输出电路，本模块的主要作用在于感受人体辐射并转换成电压信号，并对电压信号进行滤波、放大、电压跟随的处理后延时输出。

人体热释电红外传感器IC3主要作用是感受人体辐射并转换成电压信号，可选KBS-6B型人体热释电红外传感器，并且加装菲涅尔透镜以增大检测范围。

第二滤波电路同样用于过滤高频信号，其主要包括电阻R1B、电容C4B和电阻R2B。各元器件规格型号分别是：电阻R1B为普通电阻，阻值为1K，电容C4B为普通电容，容值为100pF，电阻R2B为普通电阻，阻值为10K。各元器件的电路连接关系是：电阻R1B、电容C4B和电阻R2B组成RCR T型三阶低通滤波电路，同时电阻R1B还耦接人体热释电红外传感器IC3的输出端。

第二放大电路同样用于将过滤后的信号放大以便于后续对信号进行处理，其主要包括第二放大器U3、第二基准电压源IC4和第二电位器RP2。各元器件规格型号是：第二放大器U3为轨对轨单运算放大器，型号为MCP6001；第二基准电压源IC4为可控精密稳压源，型号为TL431；第二电位器RP2的可调最大阻值为10K。各元器件的电路连接关系是：第二放大器U3的负输入端与电阻R2B耦接，正输入端与第二基准电压源IC4的阴极耦接，输出端与第二电压跟随电路的耦接、同时还经电阻R3B(阻值3.3MΩ)反馈回负输入端。第二基准电压源IC4的电源端接入12V稳压直流电，阳极接地，参考极与第二数字电位器RP2的U

第二电压跟随电路同样用于起到缓冲的作用，其主要包括电容C5B、电阻R4B、电阻R5B和第二电压跟随器U4。各元器件的规格型号是：电容C5B为普通电容，容值为1μF；电阻R4B为普通电阻，阻值为150K；电阻R5B为普通电阻，阻值为100K；第二电压跟随器U4为低电压运算放大器，型号为LMV358。各元器件的电路连接关系是：电容C5B的一端与第二放大电路U3的输出端耦接、另一端分别与电阻R4B其中一端、电阻R5B其中一端、第二电压跟随器U4正输入端耦接，电阻R4B的另一端接5V稳压直流电，电阻R5B的另一端接地，第二电压跟随器U4的负输入端耦接输出端，第二电压跟随器U4的输出端还耦接延时输出电路。电阻R4B和电阻R5B组成电阻衰减电路。

延时输出电路用于延时触发控制，其主要包括可变电阻RV1、电容C6、二极管D1、第一非门U5和第二非门U6，用于当第二电压跟随器U4持续若干秒输出后再发出控制信号，避免临时路过的人造成的短暂触发。各元器件规格型号是：可变电阻RV1的最大阻值为150K；电容C6为电解电容，电容值为1000μF；第一非门U5的型号为74HC14；第二非门U6的型号为74HC14。各元器件的电路连接关系是：可变电阻RV1的其中一端与第二电压跟随器U4的输出端耦接，另一端与第一非门U5的输入端耦接；电容C6的其中一端与可变电阻RV1和第一非门U5的连接点耦接，另一端接地；二极管的阳极与可变电阻RV1和第一非门U5的连接点耦接，阴极与可变电阻RV1和第二电压跟随器U4的连接点耦接；第一非门U5的输出端与第二非门U6的输入端耦接；第二非门U6的输出端与语音提示模块耦接。RC延时输出电路的延时时间计算公式如下：

延时时间＝-R*C*In((E-V)/E)

上式中，R为可变电阻RV1的电阻值，单位为Ω；C为电容C6的电容值，单位为F；E为可变电阻RV1和电容C6之间的电压，为12V；V为电容间要达到的电压；In是自然对数。

当电容C6正端电压超过3V时(TTL逻辑高电平)，第一非门U5输出电平翻转，上述公式为：

延时时间＝-(150*1000)*(1000/10000000)*In((12-3)/12)＝43秒

因此，本实施例的延时输出电路最长反应时间是43秒，调节可变电阻RV1的阻值，可以减少延时时间。

见图5，语音提示模块4主要包括继电器K1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、语音芯片U7、扬声器SP1，本模块主要用于发出语音提示,提醒进入辐射区域的人们尽快远离。各元器件规格型号是：继电器K1为常用型继电器；第一开关管Q1为NPN型三极管，型号为S8050；第二开关管Q2为NPN型三极管，型号为S8050；语音芯片U7为单芯片CMOS一次性编程语音芯片，其型号为SC8065；扬声器SP1是小型扬声器，电阻为8Ω，功率为0.5W。各元器件的电路连接关系是：第一开关管Q1的基极经过一电阻R6(阻值1K)后耦接至第一电压跟随器U2的输出端、集电极与继电器K1的线圈耦接、发射极与第二开关管Q2的集电极耦接；第二开关管Q2的基极经过一电阻R7(阻值1K)后耦接至第二非门U6的输出端、发射极接地；继电器K1的线圈还接12V电压，常开触点的一端与语音芯片U7的电源端耦接，另一端接5V电压；扬声器的两端分别与语音芯片U7的PWM1端和PWM2端耦接。语音芯片U7内可以烧录普通话提示音，比如：“您已进入X射线辐射区，为了您的健康请远离”等等友好型语音提示。

为了保护继电器K1的线圈，防止其发生反激，在继电器K1的线圈的两端耦接有一个二极管D2，用于防反激。

本实施例的电子模块的工作过程为：电源模块1接入电网(220V市电)，对220V电压进行降压、整流、一级稳压后输出12V稳压直流电，进行二级稳压后输出5V稳压直流电。X射线感应模块2、人体感应模块3以及语音提示模块4得电启动。X射线感应模块2利用X射线传感器实时检测周围环境中的X射线辐射，一旦有X射线辐射则输出电压信号，该电压信号依次由第一滤波电路进行滤波处理，第一放大电路进行放大处理，第一电压跟随电路进行电压跟随处理后输出，输出的电压信号本实施例称之为第一电压信号，该第一电压信号输出给语音提示模块4。人体感应模块3利用人体热释电红外传感器实时检测周围环境中的人体红外辐射，一旦有人体红外辐射则输出电压信号，该电压信号依次由第二滤波电路进行滤波处理，第二放大电路进行放大处理，第二电压跟随电路进行电压跟随处理，延时输出电路延时后输出，输出的电压信号本实施例称之为第二电压信号，该第二电压信号输出给语音提示模块4。在第一电压信号和第二电压信号同时存在时，则说明有人进入到了X射线辐射区域。语音提示模块4接受第一电压信号和第二电压信号，第一电压信号用于导通第一开关管，第二电压信号用于导通第二开关管，在第一开关管和第二开关管同时导通时继电器的线圈通电，常开触点受磁力闭合，在常开触点闭合后，语音芯片和扬声器得电启动并发出提示音，最终实现发明目的。

见图6。外壳由塑料制成，其结构包括壳体100和壳盖200，电子模块固定安装在壳体内。壳体呈方形盒状，即具有一块方形底板和四块方形侧板，四块方形侧板垂直设置在方形底板四个边上，并且位于方形底板的同一侧。在方形底板的外壁上设置有挂钩或吸盘或泡棉双面胶，用于将外壳安装到墙壁或门上，本实施例图示的是吸盘101。在其中一块方形侧板上设置有开关按键孔102和指示灯孔103，开关按键孔用于供电源开关S1放置，指示灯孔用于供发光二极管LED1放置。壳盖为一块方形板体，其通过若干螺丝203可拆卸地安装在壳体的正面，即与方形底板相互平行。在壳盖上设置有一个探头孔201和多个喇叭孔202，探头孔用于供人体热释电红外传感器IC2放置，多个喇叭孔用于便于扬声器的声音播出。

本实施例还可以实行无差别式语音提示，即，无论X射线感应模块是否感应到X射线辐射，只要人体感应模块感应到人体辐射就进行语音提示。见图5，在第一开关管Q1的基极耦接一开关S2，该开关S2经一电阻R8后接入12V电压。只要按下开关S2，第一开关管Q1则处于高电平导通状态，无需X射线感应模块输出高电平。在壳体100的其中一块方形侧板上设置有切换按键孔104，用于供开关S2放置。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。