特殊消防服

应用背景:
过去,消防员用他们的大胡子过滤浓烟,用他们裸露的双手和耳朵感觉温度。今天,消防员有了特殊的,可以保护他们在火灾区工作更长时间的专用消防装置。但是另一方面,这又阻碍了消防员及时察觉火焰所产生的强烈而危险的热。专用消防装备,如消防夹克,虽然可以防火隔热,但是如果火区温度过高,超过消防夹克所能承受的极限,消防员的身体也会被高温灼伤。此外,消防员还有可能被高温的水蒸气灼伤,有可能被浓烟熏倒甚至丧失生命(图1)。 
 
为了保护消防员,发明了温度探测器。该系统可以探测温度,并且在温度过高时发出警报。然而,现在市场上买得到的探测器有以下几个方面的缺陷:太沉,体积大,不够灵敏或探测的温度不够准确。一个带有电池(9伏电压),温度传感器和报警装置的温度探测器是沉重的。而且,一个探测器只能探测某一部位的温度,不能全面而准确地报告内衣上积聚的温度。所以,不得不在消防夹克的每一面都装上温度探测器。最后,好几个探测器由于重量太沉,体积过大而妨碍了了消防员的活动(图2)。
 
同样,湿度探测器可以探测湿度。当空气中水蒸气过多,极易造成伤害时,探测器将报警。但在应用中,也存在同温度探测器一样的问题。
 
有何经济效益和社会效益:应用TRIZ理论发明的聪明夹克不影响消防员的移动,能够准确的报告温度和湿度,使消防员能够防范危险,避免高温灼伤。当消防员遇到危险(如被烟熏倒)时,能够及时报警,使他们能够及时得到救助,挽救消防员的生命。
问题描述:消防夹克上可以携带探测器(图3为一个探测器的简单结构)。然而为了提高温度和湿度探测的灵敏度和准确度,需要增加更多的探测器。探测器的增加将导致整体探测系统体积和质量的增加,影响消防员的移动。
 
系统存在的技术矛盾是:如果要提高探测的准确性,就不得不在消防夹克上安装更多的探测器,妨碍了消防员的活动。
 
 
解决思路和关键步骤:
  1. 技术矛盾解决思路
  应用TRIZ原理,根据Altshuller的39个技术特性分析,使系统性能提高的技术特性是:
  1).测量精度
  使系统性能降低的技术特性是:
  1) 温度探测系统的质量
  2) 温度探测系统的体积
  这样,得到两组技术矛盾:
  1)提高测定精度,但增加了系统的质量
  2)提高测定精度,但增大了系统的体积
  分别对这两组技术矛盾运用技术矛盾解决矩阵的方法,得到大扩号中的创新原理提示以开拓思路:
  1)提高测定精度,但增加了系统的质量
  技术矛盾矩阵:28/2 = { 28