一种主动换气高效过滤口罩

本发明主要涉及口罩的，特别涉及一种主动换气高效过滤口罩。

背景技术：

1、口罩能阻挡有害颗粒、气体、气味、飞沫进出配戴者口鼻。然而，一线医护人员使用的n95口罩由于呼吸阻力大，导致口罩内温度，湿度及二氧化碳浓度过高，长时间佩戴导致闷热，呼吸不畅皮肤损伤，等，所以亟需对口罩安全性和舒适性进行提升。

2、比如现有技术中，申请号为202123416667.4、名称为“电动过滤口罩”的公开专利，该电动过滤口罩包括分体式的口罩体和动力组件上，在口罩体上有供气口和排气口，动力组件包括过滤盒和涡轮风机，在过滤盒内设有容置腔，过滤盒相对容置腔的两侧设有进风口和出风口，涡轮风机的涡轮壳进口与出风口连通，涡轮壳的出口通过软管与口罩体的供气口连通。该电动口罩动力组件与口罩体分开，动力组件重量和噪声都非常大，不方便用户佩戴。现有的其他电动风扇口罩大部分也都采用离心风扇加气阀开关的结构，需要设置额外的增压器进行增压，该口罩结构内的空气排出速度较慢，换气效率比较低，出风量小且噪声大，而且有的口罩结构中离心风扇直接在过滤层上开孔设置，过滤效果差。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种主动换气高效过滤口罩，有效提升口罩过滤性的同时，提高了口罩佩戴的舒适性。

2、本技术提供一种主动换气高效过滤口罩，包括口罩本体以及设置在口罩本体上的双向风扇模块，口罩本体包括密封层以及高效过滤层，密封层与高效过滤层之间设有气流空腔，气流空腔用于增加双向风扇模块运行时的气体流通面积；双向风扇模块连接有压力传感器，压力传感器用于检测人体呼气或吸气时口罩本体内的气流压力并将气流压力转化为电动信号，压力传感器连接有中央处理器，中央处理器根据电动信号控制双向风扇模块中风扇的转动。

3、本技术中，通过口罩本体设置有气流空腔，然后利用压力传感器用于检测人体呼气或吸气时口罩本体内的气流压力并将气流压力转化为电动信号，中央处理器根据所电动信号控制双向风扇模块中风扇的转动，从而实现口罩的智能双向换气。本技术通过气流空腔取消了现有技术中采用离心风扇加气阀开关的结构，空气排出速度快，换气效率高的同时通过高效过滤层提高了气体过滤效果。

4、在第一方面的一种实现方式中，中央处理器根据电动信号控制双向风扇模块中风扇的转动，包括：当人体呼气时，压力传感器检测出口罩本体内气流压力增强并将增强后的气流压力转化为第一电动信号，中央处理器根据第一电动信号控制双向风扇模块中风扇进行转动，人体呼出的废气通过气流空腔被双向风扇模块中风扇排出；当人体吸气时，压力传感器检测出口罩本体内气流压力减小并将减小后的气流压力转化为第二电动信号，中央处理器根据第二电动信号控制双向风扇模块中风扇进行转动，外界空气通过气流空腔并经过高效过滤层过滤后进入人体。

5、本技术中，当人体呼气或者吸气时，压力传感器通过检测出气流压力的变化，从而获取到电动信号。当气流压力增强时，压力传感器检测到第一电动信号，中央处理器根据所第一电动信号控制双向风扇模块中风扇进行转动，将人体呼出的废气排出；当气流压力减小时，压力传感器检测出气流空腔内气流压力减小并将减小后的气流压力转化为第二电动信号，中央处理器根据所第二电动信号控制双向风扇模块中风扇进行转动，外界空气通过高效过滤层进入人体。本技术能够快速排出湿气，热量和二氧化碳，通过内置气压传感器，能追踪整个人体呼吸过程并联动。同时，由于口罩本体中气流空腔的存在，增加了双向风扇模块运行时的气体流通面积，使得空气排出速度快，换气效率高。

6、在第一方面的一种实现方式中，口罩本体还包括亲肤层，亲肤层的一侧接触人体面部，亲肤层的另一侧为高效过滤层；高效过滤层的一侧为亲肤层，高效过滤层的另一侧为气流空腔。

7、本技术中，口罩本体包括若干层结构层，若干层结构层包括密封层、亲肤层以及高效过滤层，亲肤层为口罩本体中接触人体面部的结构层，密封层为口罩本体中接触空气的结构层，高效过滤层位于密封层以及亲肤层之间，密封层与高效过滤层之间形成气流空腔。

8、在第一方面的一种实现方式中，双向风扇模块包括排风扇和进风扇，排风扇和进风扇均为轴流风扇；排风扇设置在密封层上，进风扇通过第一固定装置固定在高效过滤层与亲肤层之间；当人体呼气时，中央处理器根据第一电动信号控制排风扇进行转动，将人体呼出的废气经过气流空腔后排出；当人体吸气时，中央处理器根据所第二电动信号控制进风扇进行转动，外界空气通过气流空腔并经过高效过滤层过滤后进入人体。

9、在第一方面的一种实现方式中，主动换气高效过滤口罩还包括led灯、蜂鸣器、电池模块、电源管理模块以及蓝牙模块，电池模块用于为主动换气高效过滤口罩进行供电，电源管理模块分别与电池模块以及中央处理器连接，蓝牙模块位于中央处理器上，蓝牙模块能够与终端无线连接，终端用于对主动换气高效过滤口罩的检测参数进行显示，并且与主动换气高效过滤口罩进行双向定位；当进行双向定位时，终端发送定位指令至蓝牙模块，蓝牙模块接收定位指令，中央处理器根据蓝牙模块接收到的定位指令控制led灯和/或蜂鸣器发出警示。

10、在第一方面的一种实现方式中，中央处理器通过压力传感器检测到的气流压力获取人体呼气吸气的频率和/或幅度，并根据人体呼气吸气的频率和/或幅度控制双向风扇模块中风扇的转动频率；中央处理器通过压力传感器检测到的气流压力获取高效过滤层阻力系数，当高效过滤层阻力系数发生变化且超过阻力阈值时，中央处理器控制led灯和/或蜂鸣器发出警示；中央处理器通过压力传感器检测到的气流压力获取人体佩戴口罩的紧密度，当紧密度低于紧密度阈值时，中央处理器控制led灯和/或蜂鸣器发出警示发出警示；中央处理器获取压力传感器的工作时长，当压力传感器检测到的气流压力低于压力阈值且压力传感器的工作时长超过时长阈值时，中央处理器通过蓝牙模块发出更换提醒信息至终端。

11、本技术中，口罩本体设置有led灯和蜂鸣器，能够根据人体呼气吸气的频率和/或幅度控制双向风扇模块中风扇的转动频率，追踪整个人体呼吸过程并联动，结合呼吸力学，使呼吸阻力达到最佳。本技术还能够通过压力传感器检测到的气流压力获取高效过滤层阻力系数，高效过滤层阻力系数过高时，表示高效过滤层上的灰层过多，用户需要更换高效过滤层，此时可以通过led灯和/或风扇发出警示。压力传感器还能够通过检测气流空腔内的气流压力获取人体佩戴口罩的紧密度，通过口罩密闭性检查，能够检测出人体佩戴是否紧密，实现了双向换气口罩的佩戴智能性。并且，高效过滤层可定期更换，并且也可以通过传感器和工作时长判断，发出更换提醒。

12、在第一方面的一种实现方式中，主动换气高效过滤口罩还包括紫外线消毒外壳，紫外线消毒外壳用于对口罩本体进行消毒杀菌，并且对电池模块进行充电。

13、本技术中，紫外线消毒外壳设置有紫外线消毒灯，紫外线消毒灯向外辐射波长为253.7nm的紫外线，该波段紫外线的杀菌能力最强，可用于对主动换气高效过滤口罩进行消毒灭菌。同时，紫外线消毒外壳还设置有充电模块，充电模块与主动换气高效过滤口罩的电池模块相互匹配，充电模块能够对电池模块进行充电。

14、在第一方面的一种实现方式中，压力传感器设置有防水透气膜，压力传感器通过第二固定装置固定在高效过滤层的一侧。

15、在第一方面的一种实现方式中，密封层采用tpu或peva材质，高效过滤层包括为水驻极熔喷布或eptfe纳米复合膜，亲肤层采用亲肤材质。

16、本技术中，密封层采用防水处理的密封，起到防飞沫的效果；高效过滤层为水驻极熔喷布或eptfe纳米复合膜，高效过滤层经过了驻极处理，驻极处理后的高效过滤层能够让纤维带上电荷，用静电捕获病毒所在的气溶胶；亲肤层为柔软亲肤密封，戴着不过敏，吸附人体内呼出的气体，亲肤且高透气，提高了佩戴者舒适感。

17、在第一方面的一种实现方式中，密封层的一侧设置有海绵附着层，海绵附着层用于为口罩本体的整体结构进行支撑以及定型。

18、本技术中，采用高密度发泡海绵作为整体结构支撑和定型，减轻口罩重量，降低模具费用，高效过滤，增加了口罩贴合性。

19、本技术设计的主动换气高效过滤口罩包括口罩本体以及设置在口罩本体上的双向风扇模块，口罩本体设有气流空腔，通过与双向风扇模块连接的压力传感器能够检测气流空腔内的气流压力并将气流压力转化为电动信号，然后通过中央处理器根据所电动信号控制双向风扇模块中风扇的双向转动，从而实现口罩的智能双向换气。本技术通过气流空腔取消了现有技术中采用离心风扇加气阀开关的结构，空气排出速度快，换气效率高的同时通过高效过滤层提高了气体过滤效果。本技术能快速排出湿气，热量和二氧化碳，内置气压传感器，追踪整个人体呼吸过程并联动，结合呼吸力学，使呼吸阻力达到最佳。本技术还通过口罩本体的若干层结构层提高口罩过滤效能的同时，还提高了人体佩戴口罩的安全性和舒适性。