防墜落安全窗

袁梅

近年來，兒童意外墜樓事件頻頻發(fā)生，看到電視中那驚悚的一幕幕真令人扼腕嘆息！究其原因，有的孩子在家無人看管，父母擔心孩子外出貪玩，將其反鎖在家，兒童因頑皮好奇，冒險攀爬門窗，結(jié)果不慎墜樓；有的是孩子由爺爺奶奶看護，老人一時疏忽沒有看好孩子導致不慎墜樓。

兒童對攀爬的高度預測、危險程度等估計能力相對較差，很容易造成意外墜樓。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在燙傷、跌落、跌倒、溺水等常見兒童意外傷害中，跌落約占一半（48%），而52%的兒童意外傷害都發(fā)生在家中。看到這些報道我深感悲痛，也十分擔心六歲妹妹的安全。所以，我想設(shè)計一種裝置，以防止兒童意外墜樓。

一、研究計劃

1.尋找一種可以探測到人體探出窗外的儀器。

2.尋找合適的承重裝置。

3.將探測器和承重裝置結(jié)合。

二、研究過程

方案一

在窗戶外上方安裝紅外線探測器，當探測到有人伸出窗戶時，觸發(fā)安裝在窗外的承重折疊式網(wǎng)兜彈出。打開的網(wǎng)兜便可接住即將墜落的人，防止意外發(fā)生。但實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅外線探測器存在以下問題。

1.容易受各種熱源、光源干擾。

2.紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。

3.易受射頻輻射的干擾。

4.環(huán)境溫度與人體溫度接近時，探測器的靈敏度明顯下降，甚至短時失靈，探測誤報率和漏報率較高。

方案二

在窗戶外上方安裝雷達探測器，當探測到有人探出窗外時會觸發(fā)安裝在窗外下方樓體墻壁上的承重桿，承重桿上的防護網(wǎng)同時彈出并伸展開，為墜落的人提供一個安全空間。同時警報響起，提醒人們及時救援。當其他意外發(fā)生時，它還能作為一種逃生裝置。

雷達探測器的優(yōu)點是晝夜均能探測遠距離的目標，且不受霧、云和雨的干擾，具有全天候、全天時的特點，并有一定的穿透能力。雷達波束照射面大，因此雷達測速易于捕捉目標，無需精確瞄準。

方案三

在選擇雷達探測器時，我選用微波墻式探測器，它利用場干擾原理或波束阻斷式原理，是一種微波收、發(fā)分置的探測器。

墻式微波探測器由微波發(fā)射機、發(fā)射天線、微波接收機、接收天線、報警控制器組成。微波指向性天線發(fā)射出定向性很好的調(diào)制微波束，工作頻率通常選擇在9至11GHz，微波接收天線與發(fā)射天線相對放置。

當接收天線與發(fā)射天線之間有阻擋物或探測目標時，由于破壞了微波的正常傳播，使接收到的微波信號有所減弱，以此判斷在接收機與發(fā)射機之間是否有人侵入。

墻式微波探測器在發(fā)射機與接收機之間的微波電磁場形成了一道看不見的警戒線，可以長達幾百米、寬2至4米、高3至4米，酷似一道圍墻，因此被稱為微波墻式探測器或微波柵欄。

三、研究心得

通過防墜安全窗的研究，我學會了很多知識，如各種探測器的優(yōu)缺點、應用范圍、應用原理、承重結(jié)構(gòu)的研制和控制方式等，既鍛煉了動手能力，又學會了如何進行科學研究和工程改造。