一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于口罩技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，包括口罩體，所述口罩體和佩戴者的面部之間形成密封的空腔，所述口罩體上設(shè)有進(jìn)氣閥、出氣閥、傳感器和控制器，所述進(jìn)氣閥設(shè)有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)和傳感器分別與控制器相連，所述控制器設(shè)有電池，所述控制器和一個(gè)無(wú)線接收器無(wú)線連接，所述無(wú)線接收器為獨(dú)立于口罩體之外的移動(dòng)式便攜無(wú)線接收器。本實(shí)用新型能夠同時(shí)滿足舒適性和安全高效性，方便佩戴者了解所處環(huán)境的污染程度，并且應(yīng)用范圍廣。
【專利說(shuō)明】
一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于口罩技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩。
【背景技術(shù)】
[0002]陽(yáng)光、水、空氣是構(gòu)成生命的三要素，但是，這三要素對(duì)于人的影響程度差別較大。沒(méi)有陽(yáng)光，人可以存活，只是人的體征或健康情況受到一些影響;沒(méi)有水，人可以存活幾天；沒(méi)有空氣，人卻只能存活最多幾分鐘，可見(jiàn)空氣對(duì)于人類生命的重要性。
[0003]在人類生活、工作的環(huán)境中，各種污染物嚴(yán)重威脅著空氣的質(zhì)量，也直接威脅著人類的健康。因此在很多場(chǎng)合，人需要佩戴口罩，但現(xiàn)有的自吸過(guò)濾式口罩，主要防御各種粉塵、煙固態(tài)微粒、霧、液態(tài)微粒等有害顆粒物。理論分析和使用實(shí)踐表明，自吸式防塵口罩存在安全性(粉塵過(guò)濾效率)與舒適性的矛盾，也就是過(guò)濾效率較高、防塵性能好的口罩，其氣阻一般都較大，佩戴者使用時(shí)的舒適性較差;而過(guò)濾效率較低、防塵性能較差的口罩，其氣阻一般都較小，佩戴使用時(shí)的舒適性相對(duì)較好。即使是過(guò)濾性能相同的口罩，其舒適性還與使用者的生理代謝水平相關(guān)。如使用者處于低勞動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，口罩的舒適性還容易保證。一旦使用者處于高勞動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，由于生理代謝水平較高，呼吸量迅速增大，此時(shí)口罩的舒適性就難以保證。尤其在中國(guó)不少礦井地下的工作環(huán)境，由于溫度和濕度都比較高，工作中一旦礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度稍有增加，其生理代謝水平就會(huì)迅速升高，非常需要呼吸大量新鮮空氣才能滿足其身體的代謝需要，口罩的舒適性也會(huì)迅速惡化。此時(shí)，佩帶防塵口罩對(duì)使用者來(lái)說(shuō)已經(jīng)是一個(gè)很大的累贅，這時(shí)不少礦工往往將其棄而不用，人體呼吸系統(tǒng)直接暴露在高粉塵環(huán)境中。這也是礦工極易患矽肺病的重要原因之一。因此研發(fā)能夠同時(shí)滿足人體安全性和舒適性的新型防塵口罩，對(duì)于保護(hù)高粉塵環(huán)境中勞動(dòng)者的身體健康，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]例如，中國(guó)專利200980120167.9公開(kāi)了一種口罩，該口罩包括覆蓋戴用者的至少口及鼻的口罩本體部和從口罩本體部的兩側(cè)伸出并勾掛到戴用者的耳朵上的一對(duì)耳朵勾掛部?？谡直倔w部包括將由聚烯烴纖維構(gòu)成的無(wú)紡織物片駐極化的第一纖維片及第二纖維片。其缺點(diǎn)便是當(dāng)使用者處于高勞動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，該口罩的舒適性會(huì)迅速惡化，對(duì)使用者反而構(gòu)成累贅。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠同時(shí)滿足舒適性和安全高效性的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩。
[0006]本實(shí)用新型解決問(wèn)題的技術(shù)方案是:一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，包括口罩體，所述口罩體和佩戴者的面部之間形成密封的空腔，所述口罩體上設(shè)有進(jìn)氣閥、出氣閥、傳感器和控制器，所述進(jìn)氣閥設(shè)有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)和傳感器分別與控制器相連，所述控制器設(shè)有電池，所述控制器和一個(gè)無(wú)線接收器無(wú)線連接，所述無(wú)線接收器為獨(dú)立于口罩體之外的移動(dòng)式便攜無(wú)線接收器。
[0007]進(jìn)一步地，所述控制器通過(guò)連接線分別與風(fēng)機(jī)、傳感器、電池相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述電池設(shè)有電量提示器，具有低電量報(bào)警功能。
[0009 ]進(jìn)一步地，所述口罩體在進(jìn)氣閥的外側(cè)設(shè)有空氣過(guò)濾層。
[0010]進(jìn)一步地，所述控制器包括參數(shù)比較模塊和無(wú)線發(fā)射模塊;所述參數(shù)比較模塊用于比較傳感器的檢測(cè)值與控制器的設(shè)定值;所述控制器能根據(jù)參數(shù)比較模塊的比較結(jié)果控制風(fēng)機(jī)的停止和啟動(dòng);所述無(wú)線發(fā)射模塊用于將控制器的數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線接收器，所述控制器的數(shù)據(jù)包括傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)、控制器本身測(cè)定及計(jì)算的數(shù)據(jù)。
[0011 ]優(yōu)選地，所述控制器的設(shè)定值能夠調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步地，所述傳感器包括:
[0013]用于檢測(cè)空腔內(nèi)的壓力或檢測(cè)空腔內(nèi)的氣體與口罩體外的空氣的壓差的壓力檢測(cè)模塊；
[0014]用于檢測(cè)空腔內(nèi)的濕度和口罩體外的濕度的濕度檢測(cè)模塊；
[0015]用于檢測(cè)進(jìn)入空腔內(nèi)的空氣流量的空氣流量檢測(cè)模塊；
[0016]用于檢測(cè)佩戴者的呼吸頻率的呼吸頻率檢測(cè)模塊；
[0017]所述壓力檢測(cè)模塊、濕度檢測(cè)模塊、空氣流量檢測(cè)模塊、呼吸頻率檢測(cè)模塊分別與控制器相連。
[0018]優(yōu)選地，所述傳感器能夠直接測(cè)量被測(cè)參數(shù)，也能夠間接測(cè)量被測(cè)參數(shù)，比如，能夠直接測(cè)空氣的流量，也能夠通過(guò)測(cè)量進(jìn)氣閥的開(kāi)度大小，來(lái)間接反映進(jìn)氣量的多少;能夠直接測(cè)量空腔與外界的壓力差，也能夠通過(guò)測(cè)量出氣閥的開(kāi)度來(lái)間接反映內(nèi)外的壓力差。
[0019]優(yōu)選地，所述控制器能夠根據(jù)傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)判定空氣過(guò)濾層的有效性或清潔度，并通過(guò)提示設(shè)備提示佩戴者更換空氣過(guò)濾層，所述提示設(shè)備為所述無(wú)線接收器或設(shè)置在口罩體上的指示燈；當(dāng)所述提示設(shè)備為設(shè)置在口罩體上的指示燈時(shí)，所述指示燈和控制器連接。
[0020]進(jìn)一步地，當(dāng)所述壓力檢測(cè)模塊為用于檢測(cè)空腔內(nèi)的壓力時(shí)，所述控制器通過(guò)參數(shù)比較模塊將空腔內(nèi)的壓力值和壓力設(shè)定值相比較，所述壓力設(shè)定值等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，SPlOl.325kPa;當(dāng)所述空腔內(nèi)的壓力值小于壓力設(shè)定值時(shí)，所述控制器控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，所述空腔內(nèi)的壓力值越低，所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越快；當(dāng)所述空腔內(nèi)的壓力值大于壓力設(shè)定值時(shí)，所述控制器控制風(fēng)機(jī)停止。
[0021]進(jìn)一步地，當(dāng)所述壓力檢測(cè)模塊為用于檢測(cè)空腔內(nèi)的氣體與口罩體外的空氣的壓差時(shí)，所述壓差為口罩體外的空氣壓力減去空腔內(nèi)的氣體壓力的差值，所述控制器通過(guò)參數(shù)比較模塊將傳感器檢測(cè)的壓差值和壓差設(shè)定值相比較，所述壓差設(shè)定值為零，當(dāng)傳感器檢測(cè)的壓差值小于壓差設(shè)定值時(shí)，所述控制器控制風(fēng)機(jī)停止；當(dāng)傳感器檢測(cè)的壓差值大于壓差設(shè)定值時(shí)，口罩體內(nèi)部的空氣壓力低于外界空氣的壓力，相同體積的空氣中氧氣含量減少，佩戴者需要提高吸氣量才能滿足身體對(duì)氧氣的需求，所述控制器控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。
[0022]進(jìn)一步地，所述控制器通過(guò)參數(shù)比較模塊將傳感器檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度、口罩體外的濕度、濕度設(shè)定值分別相互進(jìn)行比較，所述濕度設(shè)定值為相對(duì)濕度50%，當(dāng)傳感器檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度與口罩體外的濕度相同時(shí)，所述控制器控制風(fēng)機(jī)停止；當(dāng)傳感器檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度與口罩體外的濕度不同，且口罩體外的濕度大于濕度設(shè)定值，空腔內(nèi)的濕度小于濕度設(shè)定值時(shí)，所述控制器控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)傳感器檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度與口罩體外的濕度不同，且口罩體外的濕度小于濕度設(shè)定值，空腔內(nèi)的濕度大于濕度設(shè)定值時(shí)，所述控制器也控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng);所述空腔內(nèi)的濕度與口罩體外的濕度的差值越大，所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)的越快，同時(shí)出氣閥控制空腔內(nèi)的壓力值不升高。
[0023]進(jìn)一步地，所述無(wú)線接收器設(shè)有相互連接的圖像顯示模塊和聲音模塊，所述無(wú)線接收器能將傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)表達(dá)給佩戴者。
[0024]優(yōu)選地，所述控制器控制口罩體內(nèi)保持為微正壓狀態(tài)，即使有微小密封不嚴(yán)處，外界空氣也不會(huì)通過(guò)這些密封不嚴(yán)處進(jìn)入空腔內(nèi)。
[0025]優(yōu)選地，所述控制器還設(shè)有基于傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)記錄口罩佩戴時(shí)間的計(jì)時(shí)模塊。
[0026]優(yōu)選地，所述口罩體上設(shè)有麥克和耳機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)口罩的無(wú)線對(duì)講。
[0027]本實(shí)用新型所述帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩的有益效果為:
[0028]1.傳感器、控制器、電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)置，使本實(shí)用新型所述口罩在滿足安全高效的過(guò)濾性能的同時(shí)還保證了舒適性；
[0029]2.無(wú)效接收器和控制器、傳感器的結(jié)合，使佩戴者隨著了解口罩的使用性能狀態(tài)，能夠及時(shí)更換空氣過(guò)濾層或?yàn)V材;并且方便佩戴者了解所處環(huán)境的污染程度；
[0030]3.應(yīng)用范圍廣，不僅可以應(yīng)用于普通的防霧霾場(chǎng)合，還可以應(yīng)用于高粉塵的施工環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本實(shí)用新型所述帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:1- 口罩體，2-進(jìn)氣閥，3-出氣閥，4-傳感器，5-控制器，6_風(fēng)機(jī)，7_電池，8_無(wú)線接收器，9-連接線。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0034]如圖1所示，一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，包括口罩體I，所述口罩體I和佩戴者的面部之間形成密封的空腔，所述口罩體I上設(shè)有進(jìn)氣閥2、出氣閥3、傳感器4和控制器5，所述進(jìn)氣閥2設(shè)有風(fēng)機(jī)6，所述風(fēng)機(jī)6和傳感器4分別與控制器5相連，所述控制器5設(shè)有電池7，所述控制器5和一個(gè)無(wú)線接收器8無(wú)線連接，所述無(wú)線接收器8為獨(dú)立于口罩體I之外的移動(dòng)式便攜無(wú)線接收器。當(dāng)進(jìn)氣閥2和出氣閥3均處于關(guān)閉時(shí)，口罩體I可以將佩戴者的口鼻與外界空氣隔絕。
[0035]所述控制器5通過(guò)連接線9分別與風(fēng)機(jī)6、傳感器4、電池7相連。
[0036]所述電池7設(shè)有電量提示器，具有低電量報(bào)警功能。
[0037]所述口罩體I在進(jìn)氣閥2的外側(cè)均設(shè)有空氣過(guò)濾層。
[0038]所述控制器5包括參數(shù)比較模塊和無(wú)線發(fā)射模塊;所述參數(shù)比較模塊用于比較傳感器4的檢測(cè)值與控制器5的設(shè)定值;所述控制器5能根據(jù)參數(shù)比較模塊的比較結(jié)果控制風(fēng)機(jī)6的停止和啟動(dòng);所述無(wú)線發(fā)射模塊用于將控制器5的數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線接收器8，所述控制器5的數(shù)據(jù)包括傳感器4檢測(cè)的數(shù)據(jù)、控制器5本身測(cè)定及計(jì)算的數(shù)據(jù)。
[0039]所述控制器5的設(shè)定值能夠調(diào)節(jié)。
[0040]所述傳感器4包括:
[0041]用于檢測(cè)空腔內(nèi)的壓力或檢測(cè)空腔內(nèi)的氣體與口罩體I外的空氣的壓差的壓力檢測(cè)模塊；
[0042]用于檢測(cè)空腔內(nèi)的濕度和口罩體I外的濕度的濕度檢測(cè)模塊；
[0043]用于檢測(cè)進(jìn)入空腔內(nèi)的空氣流量的空氣流量檢測(cè)模塊；
[0044]用于檢測(cè)佩戴者的呼吸頻率的呼吸頻率檢測(cè)模塊；
[0045]所述壓力檢測(cè)模塊、濕度檢測(cè)模塊、空氣流量檢測(cè)模塊、呼吸頻率檢測(cè)模塊分別與控制器5相連。
[0046]所述控制器5能夠根據(jù)傳感器4檢測(cè)的數(shù)據(jù)判定空氣過(guò)濾層的有效性或清潔度，并通過(guò)提示設(shè)備提示佩戴者更換空氣過(guò)濾層。所述提示設(shè)備為所述無(wú)線接收器8或設(shè)置在口罩體I上的指示燈(圖中未示)；當(dāng)所述提示設(shè)備為設(shè)置在口罩體I上的指示燈時(shí)，所述指示燈和控制器5連接。
[0047]當(dāng)所述壓力檢測(cè)模塊為用于檢測(cè)空腔內(nèi)的壓力時(shí)，所述控制器5通過(guò)參數(shù)比較模塊將空腔內(nèi)的壓力值和壓力設(shè)定值相比較，所述壓力設(shè)定值等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，即101.325kPa;當(dāng)所述空腔內(nèi)的壓力值小于壓力設(shè)定值時(shí)，口罩體I內(nèi)部的空氣密度降低，與正常狀態(tài)相比，相同體積的空氣中氧氣含量減少，佩戴者需要提高吸氣量才能滿足身體對(duì)氧氣的需求，這時(shí)，所述控制器5控制風(fēng)機(jī)6啟動(dòng)，所述空腔內(nèi)的壓力值越低，所述風(fēng)機(jī)6的轉(zhuǎn)速越快，向口罩體I的空腔內(nèi)提供更多的空氣，使空腔內(nèi)的壓力快速地達(dá)到控制器5的設(shè)定值，以達(dá)到人體正常的呼吸需要；當(dāng)所述空腔內(nèi)的壓力值大于壓力設(shè)定值時(shí)，所述控制器5控制風(fēng)機(jī)6停止。
[0048]當(dāng)所述壓力檢測(cè)模塊為用于檢測(cè)空腔內(nèi)的氣體與口罩體外I的空氣的壓差時(shí)，所述壓差為口罩體I外的空氣壓力減去空腔內(nèi)的氣體壓力的差值，所述控制器5通過(guò)參數(shù)比較模塊將傳感器4檢測(cè)的壓差值和壓差設(shè)定值相比較，所述壓差設(shè)定值為OkPa，當(dāng)傳感器4檢測(cè)的壓差值小于壓差設(shè)定值時(shí)，所述控制器5控制風(fēng)機(jī)6停止；當(dāng)傳感器4檢測(cè)的壓差值大于壓差設(shè)定值時(shí)，所述控制器5控制風(fēng)機(jī)6啟動(dòng)。
[0049]所述控制器5通過(guò)參數(shù)比較模塊將傳感器4檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度、口罩體I外的濕度、濕度設(shè)定值分別相互進(jìn)行比較，所述濕度設(shè)定值為相對(duì)濕度50%，當(dāng)傳感器4檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度與口罩體I外的濕度相同時(shí)，所述控制器5控制風(fēng)機(jī)6停止；當(dāng)傳感器4檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度與口罩體外I的濕度不同，且口罩體I外的濕度大于濕度設(shè)定值，空腔內(nèi)的濕度小于濕度設(shè)定值時(shí)，所述控制器5控制風(fēng)機(jī)6啟動(dòng)；當(dāng)傳感器4檢測(cè)到的空腔內(nèi)的濕度與口罩體I外的濕度不同，且口罩體I外的濕度小于濕度設(shè)定值，空腔內(nèi)的濕度大于濕度設(shè)定值時(shí)，所述控制器5也控制風(fēng)機(jī)6啟動(dòng)；所述空腔內(nèi)的濕度與口罩體I外的濕度的差值越大，所述風(fēng)機(jī)6轉(zhuǎn)的越快，同時(shí)出氣閥3控制空腔內(nèi)的壓力值不升高。
[0050]所述無(wú)線接收器8設(shè)有相互連接的圖像顯示模塊和聲音模塊，所述無(wú)線接收器8能將傳感器4檢測(cè)的數(shù)據(jù)表達(dá)給佩戴者。
[0051 ]所述控制器5控制口罩體I內(nèi)保持為微正壓狀態(tài)，即使有微小密封不嚴(yán)處，外界空氣也不會(huì)通過(guò)這些密封不嚴(yán)處進(jìn)入空腔內(nèi)。
[0052]所述控制器5還設(shè)有基于傳感器4的數(shù)據(jù)來(lái)記錄口罩佩戴時(shí)間的計(jì)時(shí)模塊。
[0053]所述口罩體I上設(shè)有麥克和耳機(jī)(圖中未示)，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)口罩的無(wú)線對(duì)講。
[0054]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，包括口罩體，所述口罩體和佩戴者的面部之間形成密封的空腔，其特征在于，所述口罩體上設(shè)有進(jìn)氣閥、出氣閥、傳感器和控制器，所述進(jìn)氣閥設(shè)有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)和傳感器分別與控制器相連，所述控制器設(shè)有電池，所述控制器和一個(gè)無(wú)線接收器無(wú)線連接，所述無(wú)線接收器為獨(dú)立于口罩體之外的移動(dòng)式便攜無(wú)線接收器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，其特征在于，所述控制器通過(guò)連接線分別與風(fēng)機(jī)、傳感器、電池相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，其特征在于，所述電池設(shè)有電量提示器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，其特征在于，所述口罩體在進(jìn)氣閥的外側(cè)設(shè)有空氣過(guò)濾層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，其特征在于，所述控制器包括參數(shù)比較模塊和無(wú)線發(fā)射模塊;所述參數(shù)比較模塊用于比較傳感器的檢測(cè)值與控制器的設(shè)定值;所述控制器能根據(jù)參數(shù)比較模塊的比較結(jié)果控制風(fēng)機(jī)的停止和啟動(dòng);所述無(wú)線發(fā)射模塊用于將控制器的數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線接收器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，其特征在于，所述傳感器包括: 用于檢測(cè)空腔內(nèi)的壓力或檢測(cè)空腔內(nèi)的氣體與口罩體外的空氣的壓差的壓力檢測(cè)模塊； 用于檢測(cè)空腔內(nèi)的濕度和口罩體外的濕度的濕度檢測(cè)模塊； 用于檢測(cè)進(jìn)入空腔內(nèi)的空氣流量的空氣流量檢測(cè)模塊； 用于檢測(cè)佩戴者的呼吸頻率的呼吸頻率檢測(cè)模塊； 所述壓力檢測(cè)模塊、濕度檢測(cè)模塊、空氣流量檢測(cè)模塊、呼吸頻率檢測(cè)模塊分別與控制器相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的動(dòng)力呼吸口罩，其特征在于，所述無(wú)線接收器設(shè)有相互連接的圖像顯示模塊和聲音模塊。
【文檔編號(hào)】A41D13/11GK205456234SQ201620045839
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日
【發(fā)明人】徐興強(qiáng), 石洪起, 王曉鵬
【申請(qǐng)人】北京華創(chuàng)礦安科技有限公司