CN109789321B - 用于提供空气流的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种空气鼓风机单元，用于向用户以恒定的空气流或可变速度的空气流输送空气流功率驱动的。空气鼓风机单元还可以包括过滤器以便净化空气。

Description

用于提供空气流的方法和装置
背景技术
本公开涉及向用户提供空气，并且更具体地涉及用于提供空气流的方法和装置。
用于向由用户穿戴的防护装置——例如功率驱动的空气净化呼吸器——的内部提供空气的传统系统的局限性和缺点对本领域技术人员而言将变得显而易见，如果将前述传统手段与在本公开的其余部分中参考附图描述的本公开的方法和系统的一些方面进行比较的话。
发明内容
所提供的方法和系统是用于提供空气流的方法和设备，实质上如至少一幅附图所示并且与至少一幅附图关联所述，如权利要求书中更全面地阐述。
附图说明
通过结合附图对一些示例性实施例的以下描述，这些和/或其他方面将变得清楚并且更易于理解。
图1A是根据本公开的实施例向头盔提供空气的鼓风机单元的实例的图。
图1B是根据本公开的实施例向衣物提供空气的鼓风机单元的实例的图。
图1C是根据本公开的实施例鼓风机单元的实例的描述。
图1D是根据本公开的实施例作为防护装置的一部分的鼓风机单元的实例的图。
图2是根据本公开的实施例向焊接头盔提供空气的鼓风机单元的实例的图。
图3A是根据本公开的实施例在鼓风机单元上用于控制该鼓风机单元的用户接口的实例的图。
图3B是根据本公开的实施例在头盔上用于控制鼓风机单元的用户接口的实例的图。
图4是根据本公开的实施例的鼓风机单元的流程图的实例。.
图5是根据本公开的实施例的鼓风机单元的流程图的实例。.
具体实施方式
用于提供空气的装置例如风扇可以用于各种目的，包括使用户凉快。然而，如果用户穿戴着防护装置例如头盔或防护服，则为了此目的设计的设备可能需要使空气能够到达防护装置的内部。此设备一般可以在本公开中被称为“鼓风机单元”，其中该鼓风机单元向头盔或防护服的内部提供空气以使用户凉爽。此外，在因为用户处于有灰尘的、有烟雾的或其他不良的环境中而空气质量不是很好的情况中，特别是如果向头盔提供空气——在那里空气将被用户吸入，空气在被提供到用户之前可能需要先被过滤。
过滤式鼓风机单元也被称为功率驱动的空气净化呼吸器(PAPR)或呼吸器，并且可以例如在焊接烟尘可能对焊接工有害或者至少令焊接工不快的环境中与焊接头盔联合使用。这些系统通常配有带安装的或头盔安装的鼓风机单元，其将在正压外壳内部的已净化的空气经由空气导管吹送到焊接工。鼓风机单元由风扇和马达组成，其驱动空气通过例如高效空气颗粒(HEPA)过滤器以便从空气流除去有害且不期望的颗粒。过滤器可以在风扇之前或之后。
鼓风扇可以为支持被传送到防护装置的空气流的两种或更多种速度，其中用户可以选择在多个可用的速度之间进行切换。因为较高的速度提供更多的空气流来提高热舒适性，所以可能对于用户更加适宜。然而，较高的速度消耗更多能量，需要更频繁地更换电池，或者用户将使用(和携带)较重的电池组。
本公开的一个实施例是配置成向防护装置提供空气的呼吸器，其中所述呼吸器包括：配置成过滤空气的过滤器；配置成以可变的速度提供连续空气流的鼓风扇；配置成将空气从鼓风扇导向排气位置的空气导管，在排气位置,鼓风机风扇被配置成将空气吹送通过空气导管；以及鼓风机控制器，所述鼓风机控制器配置成控制鼓风扇以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整鼓风扇的空气流速度。呼吸器可以包括电池作为呼吸器的电源。
呼吸器包括至少一个传感器，所述传感器配置成检测至少一个环境条件，并且鼓风机控制器被配置成响应于检测到的环境条件而调整空气流速度。传感器可以是温度传感器，其中鼓风机控制器被配置成响应于检测到呼吸器周围的环境温度已超过温度阈值和/或检测到防护装置中的环境温度已超过温度阈值而根据空气流速度模式调整空气流速度。
传感器可以是空气质量传感器，其中鼓风机控制器被配置成响应于检测到呼吸器周围的空气质量已下降低于预定的空气质量阈值和/或检测到防护装置中的空气质量已下降低于预定的空气质量阈值而根据空气流速度模式调整空气流速度。
呼吸器还可以包括配置成接收信号的通信电路，其中所述鼓风机控制器被配置成使用接收到的信号来控制鼓风扇以便调整鼓风扇的空气流速度。例如，通信电路可以接收由呼吸器外部的外部传感器装置感测的外部传感器环境信息，其中鼓风机控制器被配置成响应于接收到的外部传感器环境信息而根据空气流速度模式调整空气流速度。通信电路可以无线地或者经由有线电路接收环境信息。
呼吸器可以被设定到不同的最低空气流速度，包括，例如，160升/分钟(L/min)或170L/min。最低速度可以取决于使用呼吸器的地点。
空气流速度模式可以使空气流速度从第一空气流速度改变到第二空气流速度并且随后将空气流速度改变回第一空气流速度，此时空气流速度模式完成至少一次。增高空气流速度可以以第一空气流变化率进行，并且降低空气流速度可以以第二空气流变化率进行，其中第一空气流变化率和/或第二空气流变化率是可变的空气流变化率。
呼吸器被配置成连接到防护装置例如头戴式装置和防护服，以便将空气提供到防护装置的内部。呼吸器还可以包括配置成从用户接收输入的用户接口装置，其中所述鼓风机控制器被配置成使用输入来控制鼓风扇以便在第一时间段将空气流速度从较低的空气流速度增高至较高的空气流速度，直至第一上限空气流速度。
由用户接口装置接收的相继输入还可以用于随着每个相继的输入而将时间段增加到较长的时间段，直至达到最大时间段。然后，下一输入可以将时间段减少到第一时间段。本公开的各种实施例可以具有不同的算法，包括，例如，将时间减小到零，由此使空气流速度返回到较低的空气流速度。
由用户接口装置接收的相继输入还可以用于随着每个相继的输入而将空气流速度从较低的空气流速度增加到较高的空气流速度，直至达到最大上限空气流速度。然后，根据实施例，下一输入可以将空气流速度减小到较低的空气流速度，或者减小到下一较高的空气流速度。各种实施例也可以对时间段和空气流速度具有不同的输入。
呼吸器还被配置成使用输入而将空气流速度模式改变成另一种空气流速度模式，或者被配置成使用输入来控制鼓风扇以便从利用空气流速度模式来输出变化的空气流变成输出基本上恒定的空气流，或者控制鼓风扇以便从输出基本上恒定的空气流变成利用空气流速度模式输出变化的空气流。
鼓风机控制器被配置成利用空气流速度模式通过在多种空气流速度之间调整空气流速度来控制鼓风扇，其中多种空气流速度中的每一空气流速度与多个时间段中的相应一个时间段关联。因此，鼓风扇可以在第一时间段以较低的空气流速度鼓风而在第二时间段以较高的空气流速度鼓风，其中所述第一时间段和所述第二时间段中的至少一个是可调整的。空气流速度和时间段的数量是根据实施方式可变的，并且各种实施方式可以允许调整至少一个空气流速度和/或至少一个时间段。
通信电路被配置成接收信号，其中所述鼓风机控制器使用接收到的信号来控制鼓风扇以便调整鼓风扇的空气流速度。因此，可以对呼吸器进行远程控制。
鼓风机控制器可以被配置成控制鼓风扇以便在选定的时间段根据空气流速度模式调整鼓风扇的空气流速度，并且控制鼓风扇以便在已经过选定的时间段时使用另一种空气流速度模式。
本公开的另一个实施例是焊接头盔，所述焊接头盔包括：鼓风扇，配置成向焊接头盔的内部提供连续空气流；鼓风机控制器，配置成控制鼓风扇以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整鼓风扇的空气流速度；过滤器，用于过滤空气；以及电池，配置成向焊接头盔供电。
本公开的另一个实施例是向防护装置提供空气的鼓风机装置，所述鼓风机装置包括：鼓风扇，配置成向防护装置的内部提供空气流；鼓风机控制器，配置成控制鼓风扇以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整鼓风扇的空气流速度；以及电池，配置成向鼓风机装置供电。鼓风机装置还可以包括过滤空气的过滤器和/或至少一个传感器以检测环境条件例如空气质量、温度和/或湿度，其中鼓风机控制器被配置成响应于检测到的环境条件而调整空气流速度。防护装置可以是佩戴在头上的装置例如头盔，或者穿戴在身体上的装置例如衣物或手套/连指手套。
图1A是根据本公开的实施例向头盔提供空气的鼓风机单元的实例的图。参考图1A，示出鼓风机单元100，其能够将空气经由管道(或空气导管)102提供到头盔104的内部。一些实施例可以不包括用于鼓风机单元100的过滤器。鼓风机单元100是否具有过滤器可以取决于鼓风机单元100的用途以及其预期的使用环境。例如，用于焊接的鼓风机单元100可以具有过滤器。
图1B是根据本公开的实施例向衣物提供空气的鼓风机单元的实例的图。参考图1B，示出鼓风机单元100，其能够将空气经由管道(或空气导管)102提供到衣物106。一些实施例可以不包括用于鼓风机单元100的过滤器。鼓风机单元100是否具有过滤器可以取决于鼓风机单元100的用途以及其所在的使用环境。例如，如果衣物106包括头盔，或者如果衣物106使用在由于暴露于有害物质而可能使人员受到伤害的地点，则鼓风机单元100可以具有过滤器。鼓风机单元100是否包括过滤器是取决于实施方式的，并且鼓风机单元100可以具有过滤器的选项以便用户能够进行选择。
图1C是根据本公开的实施例鼓风机单元的实例的描述。参考图1C，示出鼓风机单元100，其具有鼓风机控制器110、存储器112、用户接口114、通信接口116、过滤器118、鼓风扇120和电池130。鼓风机控制器110可以包括硬件和/或软件(及固件)，其可以控制鼓风机单元100的各种部件。软件可以存储在存储器112中，其中存储器112包括非易失性存储器、易失性存储器和/或其他大容量存储装置。大容量存储装置可以是例如硬盘驱动器。存储器112还可以存储其他信息，例如，对于不同用途(在EU、USA用途中)，存储空气流速度模式、最小和最大空气流速度(流量)等。空气流速度模式可以包括针对鼓风机单元100不同操作模式的空气流速度以及不同空气流速度的持续时间。
鼓风机控制器110可以控制鼓风扇120的速度，经由用户接口114接收输入和输出消息，经由通信接口116与其他装置通信，启用过滤器118(若这种选项可用)，和/或控制由电池130供给的电力。
用户接口114可以包括，例如，输入装置，诸如可被按下和/或旋转的按钮、数字键区、箭头键区、键盘、鼠标等。用户接口114还可以是可显示状态和/或消息的显示器(LED/LCD文本/图形/视频显示器、LED灯等)。用户接口114还可以包括触敏屏幕，并且触敏屏幕还可以能够显示文本、图形和/或视频。
通信接口116可以包括可用于经由无线通信或有线通信与其他装置交换信息的硬件和/或软件。通信可以通过协议来完成，例如WiFi、蓝牙、USB等。鼓风机单元100可接收的一些信息可以是由位于鼓风机单元100外部的装置测量的环境信息。此信息可以被鼓风机控制器110用来确定例如鼓风扇120的空气流速度、各种空气流速度模式等。空气流速度模式可以使鼓风扇120在不同的速度操作，其中每种速度持续某个对应的时间量。例如，一种空气流速度模式可以使鼓风扇120在第一时间段以第一空气流速度鼓风而后在第二时间段以第二空气流速度鼓风。然后可以连续地重复此循环。第一空气流速度和第二空气流速度将是不同的，但是第一时间段和第二时间段可以不同或相同。
在一些情形中，可能需要过滤器118来过滤空气。过滤可以包括从空气除去颗粒，以及净除不同的气体、湿气和/或气味。当空气被吹送到用户的防护装置中时，这可以使用户能够享受更好的空气质量，特别是如果防护装置是头戴式装置例如头盔。即使当空气被吹送到非头戴式装置中时，与空气未经过滤的情况相比，从空气过滤掉颗粒物可以适当地使在防护装置下的衣物保持更为干净。
如果一些实施例要用于使用户凉爽并且预期不处于空气质量差的环境中，则这些实施例可以不包括过滤器118。其他实施例可以包括过滤器118，例如HEPA过滤器、碳过滤器、静电过滤器和/或任何其他类型的适合过滤器。过滤器118可以被放置或拆除，并且过滤器118可以用不同类型的过滤器118替换。例如，过滤器118可以是HEPA过滤器，其可以用碳过滤器替换。鼓风扇120工作以使空气移动，并且可以利用任何类型的适当技术，例如，叶片式风扇或无叶式风扇。
还存在用于一般多种多样的逻辑的硬件逻辑块122，该硬件逻辑块122可存在于任何硬件装置中。硬件逻辑块122可以包括，例如，定时器，该定时器可以被设定成一旦时间届满就中断鼓风机控制器110。
传感器块124可以包括一个或多个传感器，其感测环境条件，例如，温度、湿度、烟雾、灰尘等。这些环境条件可以用于确定空气流速度和/或空气流速度模式。对于能够启动和关断空气过滤的那些实施例，环境条件还可以用于过滤空气。传感器块124中的这些传感器可以在鼓风机单元100中，在鼓风机单元100的外部上，或者是与鼓风机单元100通信的远程传感器。鼓风机单元100还可以从并非传感器块124的一部分的其他传感器接收传感器信号。例如，这些其他传感器可以是防护装置的一部分。
电池130为鼓风机单元100供电。一些实施例可以具有与鼓风机单元100的其余部分分离的电池130，而其他实施例可以具有作为鼓风机单元100的一部分的电池130。
图1D是根据本公开的实施例作为防护装置的一部分的鼓风机单元的实例的图。参考图1D，示出作为防护装置150的一部分的鼓风机单元160。若防护装置150是焊接头盔，则鼓风机单元160将不需要通过空气导管连接到该焊接头盔。
图2是根据本公开的实施例向焊接头盔提供空气的鼓风机单元的实例的框图。参考图2，示出根据本公开的实施例的焊接系统200，该焊接系统200与向焊接头盔270的内部提供空气的鼓风机单元100连接。焊接系统200包括电源240，该电源将输入功率转变成适合用于焊接操作的AC和/或DC功率。电源240包括功率转换器246，该功率转换器将输入功率248转变成AC和/或DC焊接功率以便输出到与功率输出242、243连接的焊炬280。在图2的实例中，焊接系统200经由功率输出242连接到焊炬280并且经由功率输出243连接到工件夹具282从而在电弧开始时与工件284一起形成电路。
电源240包括与功率转换器246可操作地耦接的控制器256。控制器256还可以被称为焊接处理器。控制器256可以利用逻辑电路、通用微处理器、专用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)和/或任何其他类型的逻辑和/或处理器件中的一种或多种来实施。例如，控制器256可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)。可替代地，控制器256可以包括分立元件控制电路系统以执行控制功能。控制器256通过产生控制信号257控制来自功率转换器246的输出功率，从而控制功率转换器246中的开关部件(例如SCR)。控制器256还可以总体地控制焊接系统200的操作。
控制器256从用户接口244接收用户选择的操作参数。控制器256还向用户接口244传输对焊接工有价值的关于焊接操作的信息，包括电弧电压、电弧电流和/或优选的选择器设定。用户接口244的实例可以包括任何类型的接口装置，例如，键盘、指向装置(例如鼠标、触控板)、麦克风、相机(例如，基于手势的输入)、触敏屏幕和/或任何其他类型的用户输入和/或输出装置。
控制器256还可以被配置成控制焊接系统200的各种方面。例如，控制器256可以经由用户接口44和/或通信接口245控制输入和输出。如上所述，控制器256可以一般地意指多种装置，包括多个处理器，它们协同地工作以控制焊接系统200的各种方面。
在一些实例中，焊接系统200可以被配置成利用来自另一装置的有线通信和/或无线通信经由通信接口245进行通信。通信可以是，例如，焊接系统200将由传感器247感测的各种环境测量值传输到鼓风机单元100和/或焊接头盔270。传感器247可以能够测量例如温度、湿度、空气质量等。
存储器装置258和存储装置260可以耦接到控制器256，所述存储器装置258和存储装置260存储数据以便将来在关闭电源之后和/或在焊接循环之间予以检索，所述数据包括在用户接口244上的选择器的设定。存储器装置258可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)258b，和/或非易失性存储器例如只读存储器(ROM)258a。存储装置260可以包括磁性介质，例如硬盘、固态存储、光学介质和/或任何其他短期和/或长期存储装置。存储器装置258和/或存储装置260可以存储用于任何目的的信息(例如数据)和/或一经控制器256请求就传输所存储的数据。例如，存储器装置258和/或存储装置260可以存储处理器可执行的指令(例如固件或软件)以便控制器256执行。
存储器装置258可以存储各种信息并且可以用于各种目的。例如，存储器装置258可以存储处理器可执行的指令(例如固件或软件)以便控制器256执行。存储的信息还可以包括，例如，关于空气流模式和速度的信息。
还存在用于一般多种多样的逻辑的硬件逻辑块250，该硬件逻辑块250可存在于任何硬件装置中。硬件逻辑块250可以包括，例如，定时器，该定时器可以被设定成一旦时间届满就中断控制器256。
来自鼓风机单元100的空气流速度可以在某一时间是恒定的，或者空气流速度可以根据环境的各种条件并且在焊接工的控制下而改变。例如，焊接工可以控制鼓风机单元以便在不同的恒定速度下，在随着时间改变的速度下，或者在返回到初始速度之前的时间段中在不同的速度下鼓风。空气流速度可以因环境条件例如温度、湿度、空气质量等而改变，所述环境条件可以由鼓风机单元100中的传感器块124中的一个或多个传感器或者焊接系统200中的传感器247检测。本公开的各种实施例可以经由例如通信接口116接收环境条件信息。
因此，在两种空气流设定下的空气循环为用户产生始终高于大气压力的可呼吸气囊并且更有效地使用户感觉心旷神怡。鼓风机单元100通过从焊接环境过滤不期望的物质而在美国以在170L/min或高于170L/min的流量并且在欧盟以至少160L/min的流量提供经过滤的空气。通过为在其他不同国家中的操作设计的那些实施例可以满足适当的标准。
当用户选择间歇性空气流模式时，风扇速度控制将以某种频率例如在一个时间段以175L/min的较低空气流速度并且在另一时间段以200L/min的较高空气流速度吹送空气。此外，低/高空气流速度的占空比可以是对称的或不对称的。所述的这些可变量可以由生产商设定和/或由终端用户自定义。
为了减少功率消耗，可以调整振荡的速率和频率以最大化风扇效率，从而最小化功率消耗。焊接工必须携带沉重的电池系统，并且因为此电池系统的重量在长时间使用的情况下可以产生颈部和背部疲劳，所以通常期望最小化此重量。可以通过将电动机维持某种风扇速度所需的电流汲取考虑在内来减小功率消耗。与较平缓的增长相比，空气流速度的较快增长将需要较大的电流汲取。因此，可以调整间歇性空气流的频率和速率以利用此优点而最小化功率消耗。相似地，随着空气流从其较高速度变成其较低速度，可以通过使其从较高的空气流速度自然地衰减到较低的空气流速度而减低风扇速度。
如所述，在美国在焊接应用中使用的PAPR系统要求高于170L/min。因此，还可以应用安全因数(由生产商选择或者由终端用户自定义)以防止鼓风机单元(呼吸器)100低于例如175L/min。可替代地，这些参数可以通过去往传感器输入的无线通信自动地设定，所述去往传感器输入的无线通信例如包括温度、湿度或空气质量测量值。从这些传感器获得的信息可以被输入到预配置的算法中，其可以确定间歇性空气流参数和/或涡轮机空气流模式参数。基于传感器输入，算法还可以自动地确定何时触发和关断这些模式。
应注意，这些仅仅是不同传感器类型的一些实例，并且当涉及PAPR系统上的间歇性和涡轮机空气流模式的可调整变量时本公开不限于这些具体的传感器类型。例如，系统还可以从PAPR鼓风机系统获取输入以检测过滤器阻塞或其他系统限制条件并且相应地在马达的限值内修改空气流速度。如果“涡轮机”和间歇性空气流模式不可能在PAPR的要求内安全地使用，所述系统的各种实施例可以向用户提供视觉的、听觉的或震动警告。
可替代的实施例可以包括来自位于鼓风机单元或焊接头盔外部的温度传感器的输入信号，该输入信号可以无线地激活“间歇性”空气流模式或“突发”空气流模式。输入信号不限于传感器。对鼓风机单元100的各种控制可以由远离鼓风机单元100的人员或装置激活。
利用本公开的实施例，焊接工可以通过使用例如用户接口114而自定义间歇性空气流的模式或突发的高速空气流模式。用户可以能够调整参数，例如空气流变化的频率或突发模式的长度。虽然已给出对与焊接头盔一起使用的PAPR系统的各种描述，但是鼓风机单元100可以与在工业焊接环境中使用的任何头戴式防护呼吸器例如安全帽和磨削面罩一起使用。鼓风机单元100还可以与用户的其他防护装置例如其他头戴式装置和防护服一起使用。如所述，鼓风机单元100可以被集成在头戴式防护装置或其他防护装置/衣物中。
鼓风机单元100还可以被适配成在有或无过滤器118的情况下用于热电式冷却装置。这可以包括任何系统，其中高度压缩的空气在热电式装置或散热片的一侧上被释放以冷却与那些装置的另一侧接触的空气。例如“涡轮机”模式可以与高度压缩的空气的释放关联，从而当空气吹到散热片或热电式装置时空气提供一阵短的冷空气。各种实施例还可以与空气系统一起使用，随着经过滤的空气移动通过空气压缩机，该空气系统提供清洁的可呼吸空气。可以使用数字自动压力调节器来产生间歇性空气流。
图3A是根据本公开的实施例在鼓风机上用于控制该鼓风机的用户接口的实例的图。参考图3A，示出用于鼓风机单元100的用户接口300，具有电源按钮302和空气流按钮305。电源按钮302可以用于启动和关断鼓风机单元。空气流按钮305可以被按压，例如，从而逐级遍历不同的空气流模式。空气流模式可以是，例如，一种或多种空气流速度，在每种空气流速度持续设定的时间段。可以存在例如三种不同的空气流模式—正常模式、间歇性模式和涡轮机模式。
正常模式可以是在某种空气流速度下恒定的空气流。间歇性模式可以在两种空气流速度之间循环，每种空气流速度设定持续对应的时间段。在间歇性模式，空气流速度可以从第一空气流速度变化到第二空气流速度而后变回到第一空气流速度。这可以继续，直到鼓风机单元被关断或者切换到另一种模式为止。涡轮机模式可以是在某一时间段鼓风机单元增大空气流速度的模式。
各种实施例可以容许改变空气流速度和/或间歇性模式和/或涡轮机模式的时间段。虽然描述特定的用户接口以便用户输入，但是各种实施例可以使用其他用户接口例如触敏显示器、旋钮、摇杆式开关等。另外，虽然未示出，但是可以有单独的按钮来激活涡轮机模式。
图3B是根据本公开的实施例在头盔上用于控制鼓风机单元的用户接口的实例的图。参考图3B，示出具有按钮325的头盔用户接口，该按钮控制鼓风机单元以使其进入涡轮机模式，如参考图3A所述。因此，当用户感觉需要额外的空气时，用户可以按压或轻敲按钮325以便在某一时间段提供一阵空气。对于各种实施例，涡轮机模式的时间段可以是可调整的。
各种实施例还可以具有多于两种的空气流速度。因此，例如，每次敲击按钮325可以容许涡轮机模式达到逐渐升高的空气流速度，直到达到最大空气流速度为止。然后，对按钮325接下来的敲击可以促使空气流速度达到最低空气流速度。本公开的另一实施例可以促使空气流速度从最大空气流速度达到高于最低空气流速度的第一空气流速度。
此外，例如，每次敲击按钮325可以容许涡轮机模式经历逐渐变长的时间段，直到达到最大时间段为止。然后，对按钮325接下来的敲击可以促使时间段达到第一(最小)时间段。本公开的各种实施例可以具有不同的算法，包括，例如，将时间从最大值减小到零，由此结束加速模式而使空气流速度返回到最低的空气流速度。
又一些其他的实施例可以容许改变空气流速度和时间段。
图4是根据本公开的实施例的鼓风机单元的流程图的实例。参考图4，为了便于描述将引用在在前附图中描述的装置。在402，鼓风机单元100可以被供电并且处于以恒定的第一空气流速度提供连续空气流的状态。取决于鼓风机单元100的使用，空气流可以是在最低空气流速度下连续的以满足法规要求。例如，目前，在美国，呼吸器应具有170L/min的最低空气流速度而在欧盟应具有160L/min的最低空气流速度。在404，鼓风机控制器110以可以检查以观察是否可以请求间歇性模式。如果不可以，鼓风机单元100可以维持在恒定的第一空气流速度。若已经请求了间歇性模式，在406，鼓风机单元100根据正在使用的空气流速度模式采用第一空气流速度和第二空气流速度开始间歇性模式。
在408，鼓风机单元100可以将鼓风扇120控制到适当的第二空气流速度。应注意，在408，如果鼓风扇120当前在第一空气流速度下操作，则鼓风机控制器110切换鼓风扇120以使其在第二空气流速度下操作，反之亦然。在鼓风扇已经在第二空气流速度下操作空气流速度模式中指示的对应时间段之后，在410，鼓风机控制器110检查是否退出间歇性模式。若要退出间歇性模式，鼓风机控制器110将鼓风扇120设定成在412在恒定第一空气流速度下鼓风并且鼓风机单元100返回到402。
若鼓风机单元100要保持在间歇性模式，在408，对鼓风扇120设定另一空气流速度，并且流程图操作继续。
虽然图4示出示例性流程图的明确阶段，但是其他实施例可以使用不同的阶段或不同的方法。例如，图4的流程图可以用软件指令执行，或者控制还可以利用硬件逻辑块122或250中的硬件状态机来完成，或者可以使用硬件状态机和软件控制的某种组合。定时器还可以用于某种功能，例如，在从第一空气流速度切换到第二空气流速度以及从第二空气流速度切换到第一空气流速度之前等待适当的时间段。时间届满可以通过多种不同的方法来指示。例如，时间届满可以触发中断，可以设定标记、可以设定硬件信号等。
此外，虽然给出两种不同的空气流速度作为实例，但是各种实施例不需要受到如此限制。空气流速度的数量以及从一种空气流速度向另一空气流速度的切换是依赖于实施方式的。
图5是根据本公开的实施例鼓风机单元的流程图的实例。参考图5，为了便于描述将引用在在前附图中描述的装置。在502，鼓风机单元100可以处于运行状态，其中鼓风机单元100在选定的模式下运行。例如，在502，当电源按钮302被按压时，鼓风机单元100可以开始并且可以运行。鼓风机单元100可以例如在恒定的第一空气流速度的默认状态下开始。其他实施例可以在鼓风机单元100被关断时所处于的最后模式下开始。其他实施例可以开始于涡轮机模式。对于不同的实施例，可以根据不同的选项来设定鼓风机单元100开始时的模式。各种实施例还可以允许用户选择开始模式作为设置选项的一部分。
此外，取决于鼓风机单元100的使用，空气流可以是在最低空气流速度下连续的以满足法规要求。例如，目前，在美国，呼吸器应具有170L/min的最低空气流速度而在欧盟应具有160L/min的最低空气流速度。
在504，鼓风机控制器110检查以观察是否存在对于鼓风扇模式的任何输入。例如，在实施例中，用户可以经由用户接口300和/或320输入是使用正常(恒定空气流速度)模式、间歇性空气流速度模式，还是使用涡轮机模式，以及是否关闭鼓风机单元100。
如果输入指示正常模式，则在506处鼓风机控制器110将鼓风扇120设定为正常模式。在508，鼓风机控制器110控制鼓风扇120而在恒定第一空气流速度下鼓风。然后，在502，鼓风机单元100可以通过在选定速度下运行再次开始该过程。在本公开的各种实施例中，第一空气流速度可以是可调整的。
如果输入指示涡轮机模式，则在510处鼓风机控制器110将鼓风扇120设定为涡轮机模式。在512，鼓风机控制器110控制鼓风扇120而在某一时间段在第二空气流速度下鼓风，其中第二空气流速度大于第一空气流速度。然后，在502，鼓风机单元100可以通过使鼓风扇在该时间段在第二空气流速度下运行而再次开始该过程。在该时间段结束之后，鼓风扇120处于第一空气流速度。
如果输入指示间歇性模式，则在514处鼓风机控制器110将鼓风扇120设定为间歇性模式。在516，鼓风机控制器110控制鼓风扇120而在第一时间段在第一空气流速度下鼓风并且在第二时间段在第二空气流速度下鼓风，其中第二空气流速度大于第一空气流速度。然后，在502，鼓风机单元100可以通过在适当的速度下运行再次开始该过程。因此，鼓风扇120将在两种不同的速度下吹送空气直到鼓风机单元100退出间歇性模式为止。
第一时间段可以独立于第二时间段。用于各种模式的空气流速度和时间段取决于空气流速度模式。在本公开的各种实施例中，空气流速度模式可以是可调整的。
利用可能适当的任何适当的技术，可以测量第一空气流速度和/或第二空气流速度持续的时间段。例如，时间可以由软件环路测量，或者可以设定硬件逻辑块122或250中的定时器，并且定时器可以被周期性地检查，或者定时器可以设定一中断，一旦到达该时间，定时器就被置位以进行计数。定时器还可以例如可用于鼓风机控制器110或另一种处理器例如控制器256中。
若所述输入指示鼓风机单元100应被关断，则在518鼓风机单元100将进入关断模式。关断模式518可以包括例如将当前模式保存入存储器112中以便在下一次鼓风机单元100被启动时使用。在520，可以将关断的指示输出到用户接口114和/或244。指示可以是使LED闪烁，打开LED，或者显示指示关断的消息，或者某种其他适当的指示。在522，电源可以被关断，并且在524流程图处在结束阶段。
各种实施例公开了将空气流速度从较低速度改变到较高速度，反之亦然。在速度变化期间，当从高速变成低速时以及当从低速变成高速时，速度的变化率可以不同。例如，当从高速变成低速时，可以将供给至鼓风扇120的功率减小或去除以使鼓风扇120自身减速。取决于电池130的剩余容量和/或可供鼓风机控制器110使用的其他参数，从低速变成高速可以使用不同量的功率。然而，鼓风扇120也可以利用功率而使鼓风扇120更快速地减速。同样，所用的功率量可以由鼓风机控制器110控制。因此，改变空气流速度的变化率可以是可变的。
另外，虽然已经描述示例性流程图，但是各种实施例无需限于此示例。例如，空气流速度的数量以及从一种空气流速度向另一空气流速度的切换是依赖于实施方式的。
本公开的方法和系统可以在硬件、软件和/或硬件和软件的组合中实现。本公开的方法和/或系统可以以集中的方式在至少一个计算系统中实现，或者可以以分散方式实现，在所述分散方式中，不同的元件分散在若干互连的计算系统各处。适配用于执行本文中所述的方法的任何种类的计算系统或者其他设备是适合的。硬件和软件的典型组合可以包括具有程序或其他代码的通用计算系统，所述程序或其他代码在被载入和执行时控制计算系统以使其执行本文中所述的方法。另一种典型的实施方式可以包括一种或多种专用集成电路或芯片。一些实施方式可以包括非暂时性机器可读(计算机可读)介质(例如，闪速存储器、光盘、磁性存储盘或诸如此类)，其上存储有一行或多行代码，所述代码可由机器执行，由此使机器执行本文中所述的过程。在本文中使用的术语“非暂时性机器可读介质”被定义为包括所有类型的机器可读的存储介质并且不包括传播信号。
在本文中使用的术语“电路”和“电路系统”是指物理电子部件(即硬件)和任何软件和/或固件(“代码”)，所述软件和/或固件可以配置硬件，可以由硬件执行，和或以其他方式与硬件关联。在本文中使用的例如特定的处理器和存储器可以在执行第一一行或多行代码时构成第一“电路”，并且可以在执行第二一行或多行代码时构成第二“电路”。在本文中使用的“和/或”意指在由“和/或”连接的列表中的列举项中的任何一个或多个。作为示例，“x和/或y”意指三元素集合{(x),(y),(x,y)}中的任一个元素。换言之，“x和/或y”意指“x和y中之一或二者”。作为另一实例，“x、y和/或z”意指七元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任一个元素。换言之，“x和/或y”意指“x、y和z中的一个或多个”。本文中使用的术语“示例性”意指充当非限制性实例、例子或例证。本文中使用的术语“例如”和“诸如”陈述一个或多个非限制性实例、例子或例证的列表。本文中使用的电路系统是“可操作的”，从而每当电路系统包括执行一项功能所需的硬件和代码(如果需要的话)时就执行所述功能，无论所述功能的执行是否被禁用或未被启用(例如通过用户可配置的设定、工厂修整等)。
本公开的方法和/或系统可以在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本公开的方法和/或系统可以以集中的方式在至少一个计算系统中实现，或者可以以分散方式实现，在所述分散方式中，不同的元件分散在若干互连的计算系统各处。适配用于执行本文中所述的方法的任何种类的计算系统或者其他设备是适合的。硬件和软件的典型组合可以是具有程序或其他代码的通用计算系统，所述程序或其他代码在被载入和执行时控制计算系统以使其执行本文中所述的方法。另一种典型的实施方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实施方式可以包括非暂时性机器可读(计算机可读)介质(例如，闪速驱动器、光盘、磁性存储盘或诸如此类)，其上存储有一行或多行代码，所述代码可由机器执行，由此使机器执行本文中所述的过程。
虽然已经参考某些实施方式描述本公开的方法和/或系统，但是本领域的技术人员可以理解，可以做出各种改变并且可以替代多种等同方案而不脱离本公开的方法和/或系统的范围。此外，可以做出多种修改以使具体的情形或材料适应于本公开的教导而不脱离本公开的范围。因此，本公开的方法和/或系统不限于公开的具体实施方式。实际上，本公开的方法和/或系统将包括不仅字面上而且根据等同原则落入随附权利要求书的范围内的全部实施方式。

Claims (28)

1.一种配置成向防护装置提供空气的呼吸器，包括：
过滤器，所述过滤器配置成过滤所述空气；
鼓风扇，所述鼓风扇配置成以可变的速度提供连续空气流；
空气导管，所述空气导管配置成将空气从所述鼓风扇导向排气位置，所述鼓风扇配置成将空气吹送通过所述空气导管；和
鼓风机控制器，其中所述鼓风机控制器配置成控制所述鼓风扇，以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整由所述鼓风扇提供的空气流速度，
其中所述空气流速度模式包括多个空气流速度，并且所述多个空气流速度中的每个空气流速度与多个时间段中的相应的一个时间段相关联。
2.根据权利要求1所述的呼吸器，还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成检测至少一个环境条件，所述鼓风机控制器被配置成响应于检测到的环境条件而调整所述空气流速度。
3.根据权利要求2所述的呼吸器，其中所述至少一个传感器是温度传感器，所述鼓风机控制器被配置成根据所述空气流速度模式调整所述空气流速度，所述调整所述空气流速度响应于下面中的至少一者：检测到所述呼吸器周围的环境温度已超过温度阈值，和检测到所述防护装置中的环境温度已超过温度阈值。
4.根据权利要求2所述的呼吸器，其中所述至少一个传感器是空气质量传感器，所述鼓风机控制器被配置成根据所述空气流速度模式调整所述空气流速度，所述调整所述空气流速度响应于下面中的至少一者：检测到所述呼吸器周围的空气质量已下降低于预定的空气质量阈值，和检测到所述防护装置中的空气质量已下降低于预定的空气质量阈值。
5.根据权利要求2所述的呼吸器，还包括通信电路，所述通信电路配置成接收由位于所述呼吸器外部的外部传感器装置感测的外部传感器环境信息，其中所述鼓风机控制器被配置成响应于接收到的所述外部传感器环境信息而根据所述空气流速度模式调整所述空气流速度。
6.根据权利要求5所述的呼吸器，其中所述通信电路无线地接收所述外部传感器环境信息。
7.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述空气流速度范围包括至少160升/分钟的较低空气流速度。
8.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述空气流速度范围包括至少170升/分钟的较低空气流速度。
9.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述空气流速度模式包括使所述空气流速度从第一空气流速度改变到第二空气流速度并且随后改变到所述第一空气流速度，其中所述空气流速度模式完成至少一次。
10.根据权利要求9所述的呼吸器，其中从所述第一空气流速度改变到所述第二空气流速度是以第一空气流变化率进行，并且将所述空气流速度从所述第二空气流速度改变到所述第一空气流速度是以第二空气流变化率进行，其中所述第一空气流变化率和所述第二空气流变化率中至少一者是可变的空气流变化率。
11.根据权利要求1所述的呼吸器，还包括配置成向所述呼吸器供电的电池。
12.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述呼吸器被配置成连接到所述防护装置，以便将所述空气提供到所述防护装置的内部。
13.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述防护装置是头戴式装置和防护服之一。
14.根据权利要求1所述的呼吸器，还包括配置成从用户接收输入的用户接口装置，其中所述鼓风机控制器被配置成使用所述输入来控制所述鼓风扇以便在第一时间段将所述空气流速度增高至第一上限空气流速度。
15.根据权利要求14所述的呼吸器，其中所述鼓风机控制器被配置成以由所述用户接口装置接收的每个相继输入而将所述第一时间段增加到较长的时间段，直至达到最大时间段，其中由所述用户接口装置接收的下一输入将所述最大时间段降低至所述第一时间段。
16.根据权利要求14所述的呼吸器，其中所述鼓风机控制器被配置成以由所述用户接口装置接收的每个相继输入而将所述第一上限空气流速度增加到较高的上限空气流速度，直至达到最大上限空气流速度，其中由所述用户接口装置接收的下一输入将所述最大上限空气流速度降低至所述第一上限空气流速度。
17.根据权利要求1所述的呼吸器，还包括配置成从用户接收输入的用户接口装置，其中所述鼓风机控制器被配置成使用所述输入来将所述空气流速度模式改变成另一种空气流速度模式。
18.根据权利要求1所述的呼吸器，还包括配置成从用户接收输入的用户接口装置，其中所述鼓风机控制器被配置成使用所述输入来执行下列操作：控制所述鼓风扇以便从利用所述空气流速度模式来输出变化的空气流变成输出恒定的空气流，或者控制所述鼓风扇以便从输出恒定的空气流变成利用所述空气流速度模式输出变化的空气流。
19.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述多个空气流速度中的至少一个空气流速度是可调整的。
20.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述多个时间段中的至少一个时间段是可调整的。
21.根据权利要求1所述的呼吸器，还包括配置成至少接收信号的通信电路，其中所述鼓风机控制器被配置成使用接收到的所述信号来控制所述鼓风扇以便调整由所述鼓风扇提供的所述空气流速度。
22.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述鼓风机控制器被配置成控制所述鼓风扇以便在选定的时间段根据所述空气流速度模式调整由所述鼓风扇提供的所述空气流速度，并且控制所述鼓风扇以便在已经过所述选定的时间段时使用另一种空气流速度模式。
23.根据权利要求1所述的呼吸器，其中所述空气流速度模式具有较低空气流速度和较高空气流速度，其中所述较低/较高空气流速度的占空比是对称的或不对称的。
24.一种焊接头盔，包括：
鼓风扇，所述鼓风扇配置成向所述焊接头盔的内部提供连续空气流；
鼓风机控制器，所述鼓风机控制器配置成控制所述鼓风扇以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整由所述鼓风扇提供的空气流速度，其中所述空气流速度模式包括多个空气流速度，并且每个空气流速度持续某个对应的时间段；
过滤器，所述过滤器过滤所述空气；和
电池，所述电池配置成向所述焊接头盔供电。
25.一种向防护装置提供空气的鼓风机装置，包括：
鼓风扇，所述鼓风扇配置成向所述防护装置的内部提供空气流；
鼓风机控制器，所述鼓风机控制器配置成控制所述鼓风扇以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整由所述鼓风扇提供的空气流速度，其中所述空气流速度模式包括多个空气流速度，并且每个空气流速度持续某个对应的时间段；和
电池，所述电池配置成向所述鼓风机装置供电。
26.根据权利要求25所述的鼓风机装置，还包括配置成过滤所述空气的过滤器。
27.根据权利要求25所述的鼓风机装置，还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成检测环境条件，所述鼓风机控制器被配置成响应于检测到的所述环境条件而调整所述空气流速度。
28.一种配置成向防护装置提供空气的呼吸器，包括：
过滤器，所述过滤器配置成过滤所述空气；
鼓风扇，所述鼓风扇配置成以可变的速度提供连续空气流；
空气导管，所述空气导管配置成将空气从所述鼓风扇导向排气位置，所述鼓风扇配置成将空气吹送通过所述空气导管；
鼓风机控制器，所述鼓风机控制器配置成控制所述鼓风扇以便根据空气流速度模式在空气流速度范围内调整由所述鼓风扇提供的空气流速度；和
用户接口装置，所述用户接口装置配置成从用户接收输入，
其中所述鼓风机控制器被配置成：
使用所述输入来控制所述鼓风扇以便在第一时间段将所述空气流速度增高至第一上限空气流速度，和
以由所述用户接口装置接收的每个相继输入而将所述第一时间段增加到较长的时间段，直至达到最大时间段，其中由所述用户接口装置接收的下一输入将所述最大时间段降低至所述第一时间段。
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