气体检测安全帽

◆湖北省襄阳市诸葛亮中学教育集团 贺语寒

一次，一则关于矿井工人因吸入矿井中的有害气体而丧命的新闻引起了我的关注。如何及时检测有害气体，保障工人的安全？

联想到矿井工人工作时会戴上能照明的安全帽，我想为这顶帽子增加气体检测功能，保障工人们的安全。

一、作品结构

气体检测安全帽主要由气体检测传感器、蜂鸣器、LED 彩灯、电池、主控板模块五大模块组成。

二、制作过程

我设想在帽子上装一个气体检测器，并进行编程，让帽子上探照灯的颜色随气体有害程度的不同而改变：检测到有害气体时立即亮黄灯，当有害气体的浓度达到会伤及工人的性命时亮红灯，其他情况下均亮白灯。我将程序编好后，反复检查，确保没有疏漏后开始试验。

我把传感器组装在一起，并用打火机内的气体代替有害气体进行测试。实验过程中，出现有害气体时亮黄灯，有害气体浓度过高时亮红灯并发出语音警告，其他情况下皆亮白灯。实验成功了！

接下来就是组装。我买来电池、开关、矿井工人戴的安全帽等，将有害气体检测传感器、LED 灯粘在安全帽的正前方，主控板等置于安全帽的内部。测试时，我发现3V 的电压带不动这么多的传感器，于是将电路改成6V 电压电路，成功实现预设的功能。

图1 编程

图2 制作气体检测安全帽

图3 气体检测安全帽实物

三、创新点

1.既有普通安全帽的保护功能，又可用来照明，还能检测所在环境中是否含有有害气体。

2.当此帽检测到少量有害气体时会亮黄灯，提醒工人采取防护措施。

3.有害气体浓度较高、将要威胁到工人的生命安全时，会亮红灯并发出语音警告。

4.安全帽用的材料是开源硬件，主控器是Arduino UNO R3 兼容的ATmega328P 开发板，下载程序的接口是B 型USB 接口，编程软件平台为mixly0.998Mind+。材料易得，成本低，制作简单，适合推广应用。

（指导老师：曾 萍）

专家点评

从整体上看，气体检测安全帽是一件充满爱心的作品。

贺语寒同学看到一则关于井下作业工人因有害气体而丧命的新闻，便决定发明一个可以检测有害气体的物品，用以保障这些工人的人身安全。怎样解决这个问题？当她了解到这些下井工人工作时总要戴一顶能够照明的安全帽时，想到用“主体添加法”打开解题思路，在安全帽上添加一个有害气体的检测装置。

从细节上思考，作者虽然为完成这个项目作出了努力，如查阅相关文献资料，在编程软件平台学习编程，设计、制作等，也初步形成了自己的作品，但存在着一些不足，其原稿用词的科学性、准确性、一致性欠缺。这应引起足够重视，以促使作者从小养成严谨的科技创新工作作风。