防坠落安全窗

袁梅

近年来，儿童意外坠楼事件频频发生，看到电视中那惊悚的一幕幕真令人扼腕叹息！究其原因，有的孩子在家无人看管，父母担心孩子外出贪玩，将其反锁在家，儿童因顽皮好奇，冒险攀爬门窗，结果不慎坠楼；有的是孩子由爷爷奶奶看护，老人一时疏忽没有看好孩子导致不慎坠楼。

儿童对攀爬的高度预测、危险程度等估计能力相对较差，很容易造成意外坠楼。有统计数据显示，在烫伤、跌落、跌倒、溺水等常见儿童意外伤害中，跌落约占一半（48%），而52%的儿童意外伤害都发生在家中。看到这些报道我深感悲痛，也十分担心六岁妹妹的安全。所以，我想设计一种装置，以防止儿童意外坠楼。

一、研究计划

1.寻找一种可以探测到人体探出窗外的仪器。

2.寻找合适的承重装置。

3.将探测器和承重装置结合。

二、研究过程

方案一

在窗户外上方安装红外线探测器，当探测到有人伸出窗户时，触发安装在窗外的承重折叠式网兜弹出。打开的网兜便可接住即将坠落的人，防止意外发生。但实验结果发现，红外线探测器存在以下问题。

1.容易受各种热源、光源干扰。

2.红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。

3.易受射频辐射的干扰。

4.环境温度与人体温度接近时，探测器的灵敏度明显下降，甚至短时失灵，探测误报率和漏报率较高。

方案二

在窗户外上方安装雷达探测器，当探测到有人探出窗外时会触发安装在窗外下方楼体墙壁上的承重杆，承重杆上的防护网同时弹出并伸展开，为坠落的人提供一个安全空间。同时警报响起，提醒人们及时救援。当其他意外发生时，它还能作为一种逃生装置。

雷达探测器的优点是昼夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的干扰，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。雷达波束照射面大，因此雷达测速易于捕捉目标，无需精确瞄准。

方案三

在选择雷达探测器时，我选用微波墙式探测器，它利用场干扰原理或波束阻断式原理，是一种微波收、发分置的探测器。

墙式微波探测器由微波发射机、发射天线、微波接收机、接收天线、报警控制器组成。微波指向性天线发射出定向性很好的调制微波束，工作频率通常选择在9至11GHz，微波接收天线与发射天线相对放置。

当接收天线与发射天线之间有阻挡物或探测目标时，由于破坏了微波的正常传播，使接收到的微波信号有所减弱，以此判断在接收机与发射机之间是否有人侵入。

墙式微波探测器在发射机与接收机之间的微波电磁场形成了一道看不见的警戒线，可以长达几百米、宽2至4米、高3至4米，酷似一道围墙，因此被称为微波墙式探测器或微波栅栏。

三、研究心得

通过防坠安全窗的研究，我学会了很多知识，如各种探测器的优缺点、应用范围、应用原理、承重结构的研制和控制方式等，既锻炼了动手能力，又学会了如何进行科学研究和工程改造。