CN110732206B - 具气体监测的行动装置 - Google Patents
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Abstract
一种具气体监测的行动装置，包含：一本体；至少一气体监测模块，设置于该本体内，并包含一气体致动器、一气体传感器，透过该气体致动器控制气体导入由该气体传感器进行监测以产生监测资料；至少一微粒监测模块，设置于该本体内，并包含一微粒致动器及一微粒传感器，透过该微粒致动器控制气体导入由该微粒传感器监测气体中所含悬浮微粒的粒径及浓度；以及至少一净化气体模块，设置连通于于该本体内，并包含一净化致动器及一净化单元，透过该净化致动器控制气体导入由该净化单元净化气体，排出该本体外。
Description
技术领域
本案关于一种具气体监测的行动装置，尤指一种组配于薄型可携式行动装置上应用进行气体监测的装置。
背景技术
现代人对于生活周遭的气体品质的要求愈来愈重视，例如一氧化碳、二氧化碳、挥发性有机物(Volatile Organic Compound，VOC)、 PM2.5、一氧化氮、一氧化硫等等气体，甚至于气体中含有的微粒，都会在环境中暴露影响人体健康，严重的甚至危害到生命。因此环境气体品质好坏纷纷引起各国重视，目前急需要如何监测去避免远离，是当前重视的课题。
如何确认气体品质的好坏，利用一种气体传感器来监测周围环境气体是可行的，若又能即时提供监测信息，警示处在环境中的人，能够即时预防或逃离，避免遭受环境中的气体暴露造成人体健康影响及伤害，利用气体传感器来监测周围环境可说是非常好的应用。
不过，即使马上可以得知空气品质状态，但如果无法即刻改善，也会立即对人体健康发生影响，因此将气体检测模块及净化空气设备嵌设于可携式装置是十分受到重视，特别是目前的可携式装置的发展趋势为轻、薄又必须兼具高性能的情况下，如何将气体检测模块薄型化且组设于可携式的行动装置内的应用，供以利用，是本案所研发的重要课题。
发明内容
本案的主要目的是提供一种具气体监测的行动装置，将气体监测模块、微粒监测模块及净化气体模块组配于薄型可携式行动装置上，利用气体监测模块、微粒监测模块进行气体监测，达到气体监测装置可随时、随地检测的目的，又能具备快速准确的监测效果，此外，微粒监测模块来监测周围环境的空气中含有微粒浓度的监测信息，并能以本案的行动装置提供监测信息传送到外部装置，可即时得到信息，以作警示告知处在环境中的人能够即时预防或逃离，而且本装置的净化气体模块提供净化气体排出使用，降低环境中的气体暴露造成人体健康影响及伤害，而且本装置的净化气体模块提供净化气体排出使用，降低环境中的气体暴露造成人体健康影响及伤害。
本案的一广义实施态样为一种具气体监测的行动装置，包含：一本体，包含有至少一气体监测进气口、至少一气体监测排气口、至少一微粒监测进气口、至少一微粒监测排气口、至少一净化进气口及至少一净化排气口；至少一气体监测模块，该气体监测模块设置连通于该气体监测进气口、该气体监测排气口之间，该气体监测模块包括一个气体致动器、一个气体传感器，该气体致动器控制气体由该气体监测进气口导入该气体监测模块内，透过该气体传感器进行监测以产生监测资料，且监测后气体由该气体监测排气口排出该本体外；至少一微粒监测模块，该微粒监测模块设置连通于该微粒监测进气口、该微粒监测排气口之间，该微粒监测模块包含一微粒致动器及一微粒传感器，该微粒致动器控制气体由该微粒监测进气口导入该微粒监测模块内部，以该微粒传感器监测气体中所含悬浮微粒的粒径及浓度，且监测后气体由该微粒监测排气口排出该本体外；以及至少一净化气体模块，该净化气体模块设置连通于该净化进气口、该净化排气口之间，该净化气体模块包含一净化致动器及一净化单元，该净化致动器控制气体由该净化进气口导入该净化气体模块内部，透过该净化单元净化气体，净化后气体由该净化排气口排出该本体外。
附图说明
图1A为本案具气体监测的行动装置的相关构件配置位置示意图。
图1B为本案具气体监测的行动装置内的气体监测模块布置剖面示意图。
图1C为本案具气体监测的行动装置内的微粒监测模块及净化气体模块的布置剖面示意图。
图2为本案气体监测模块的实施监测作动剖面示意图。
图3为本案具气体监测的行动装置内的气体监测模块的应用防护膜布置剖面示意图。
图4A及图4B为本案气体泵的不同视角分解结构示意图。
图4C为本案气体泵的剖面示意图。
图4D至图4F为本案气体泵的作动示意图。
图5A为本案鼓风箱气体泵的相关构件分解示意图。
图5B至图5D为本案鼓风箱气体泵的作动示意图。
图6为本案微粒监测模块的实施监测作动剖面示意图。
图7A为本案净化气体模块的净化单元的第一实施例剖面示意图。
图7B为本案净化气体模块的净化单元的第二实施例剖面示意图。
图7C为本案净化气体模块的净化单元的第三实施例剖面示意图。
图7D为本案净化气体模块的净化单元的第四实施例剖面示意图。
图7E为本案净化气体模块的净化单元的第五实施例剖面示意图。
附图标记说明
10：本体
10a：气体监测进气口
10b：气体监测排气口
10c：微粒监测进气口
10d：微粒监测排气口
10e：净化进气口
10f：净化排气口
10g：防护膜
1a：气体监测模块
11：气体致动器
12：气体传感器
13：第一膈腔本体
14：气道隔板
141：气道连通口
15：气体进气通道
16：气体排气通道
2a：微粒监测模块
21：微粒致动器
22：微粒传感器
23：第二隔腔本体
24：承载隔板
241：监测连通口
25：监测进气通道
26：监测排气通道
27：微粒监测基座
271：承置槽
272：监测通道
273：光束通道
274：容置室
28：激光发射器
3a：净化气体模块
31：净化致动器
32：净化单元
32a：滤网
32b：光触媒
32c：紫外线灯
32d：纳米光管
32e：电极线
32f：集尘板
32g：升压电源器
32h：电场上护网
32i：吸附滤网
32j：高压放电极
32k：电场下护网
33：第三隔腔本体
34：导气通道
35：净化通道
4：气体泵
41：进气板
41a：进气孔
41b：汇流排孔
41c：汇流腔室
42：共振片
42a：中空孔
42b：可动部
42c：固定部
43：压电致动器
43a：悬浮板
431a：第一表面
432a：第二表面
43b：外框
431b：组配表面
432b：下表面
43c：连接部
43d：压电元件
43e：间隙
43f：凸部
431f：凸部表面
44：绝缘片
45：导电片
46：腔室空间
5：鼓风箱气体泵
51：喷气孔片
51a：连接件
51b：悬浮片
51c：中空孔洞
52：腔体框架
53：致动体
53a：压电载板
53b：调整共振板
53c：压电板
54：绝缘框架
55：导电框架
56：共振腔室
57：气流腔室
g：腔室间距
具体实施方式
体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。
请参阅图1A、图1B及图1C所示，一种具气体监测的行动装置，包含：至少一本体10、至少一气体监测模块1a、至少一微粒监测模块2a及至少一净化气体模块3a。其中本体10为行动装置设置在外部的壳体，包含有至少一气体监测进气口10a、至少一气体监测排气口10b、至少一微粒监测进气口10c、至少一微粒监测排气口10d、至少一净化进气口10e及至少一净化排气口10f，其内部可以组设多个气体监测模块1a、多个微粒监测模块2a及多个净化气体模块3a来监测气体及净化气体使用，以下说明为避免赘述，本体10、气体监测模块1a、微粒监测模块2a及净化气体模块3a的数量是使用一个作举例说明，但不以此为限，本体10、气体监测模块1a、微粒监测模块2a及净化气体模块3a亦可为多个的组合；而气体监测模块1a组设在本体10内为连通设置气体监测进气口10a及气体监测排气口10b所组构而成，微粒监测模块2a组设在本体10内为连通设置微粒监测进气口10c及微粒监测排气口10d所组构而成，净化气体模块3a组设在本体10内为连通设置净化进气口10e及净化排气口10f所组构而成。
如图1B及图2所示，上述的气体监测模块1a设置连通于气体监测进气口10a、气体监测排气口10b之间，且气体监测模块1a 包括至少一气体致动器11、至少一气体传感器12、一第一隔腔本体13，其中第一隔腔本体13内部由一气道隔板14区隔出一气体进气通道15及一气体排气通道16，气体进气通道15对应连通气体监测进气口10a，且气体传感器12设置在气体进气通道15中，而气体排气通道16对应连通气体监测排气口10b，且气体致动器11设置在气体排气通道16中，且定位于气道隔板14上，又气道隔板14设有一气道连通口141，以连通气体进气通道15及气体排气通道16，如此气体传感器12设置于气体进气通道15中，并且透过气道隔板14而与气体致动器11保持相互隔离，因此气体致动器11致动运作时，因其振动会产生热源，气道隔板14就能抑制这些热源去影响气体传感器12的检测灵敏度，借此气体致动器11控制气体由气体监测进气口10a导入气体监测模块1a内，透过气体传感器12进行监测以产生监测资料，且监测后气体由气体监测排气口10b排出本体 10外，以下说明为避免赘述，气体致动器11及气体传感器12的数量是使用一个作举例说明，但不以此为限，气体致动器11及气体传感器12亦可为多个的组合。
本案的气体传感器12可为一氧气传感器、一一氧化碳传感器、一二氧化碳传感器、一温度传感器、一臭氧传感器及一挥发性有机物传感器的至少其中之一或其组合；或，上述的气体传感器12可为细菌传感器、病毒传感器或微生物传感器的至少其中之一或其组合，均不以此为限。
再请参阅图4A、图4B及图4C所示，本案气体致动器 11为一气体泵4，包含有依序堆叠的一进气板41、一共振片42、一压电致动器43、一绝缘片44、一导电片45。进气板41具有至少一进气孔41a、至少一汇流排孔41b及一汇流腔室41c，上述的进气孔41a与汇流排孔41b其数量相同，于本实施例中，进气孔41a与汇流排孔41b以数量4个作举例说明，并不以此为限；4个进气孔41a分别贯通4个汇流排孔41b，且 4个汇流排孔41b汇流到汇流腔室41c。
上述的共振片42，可透过贴合方式组接于进气板41上，且共振片42上具有一中空孔42a、一可动部42b及一固定部42c，中空孔 42a位于共振片42的中心处，并与进气板41的汇流腔室41c对应，而设置于中空孔42a的周围且与汇流腔室41c相对的区域为可动部42b，而设置于共振片42的外周缘部分贴固于进气板41上则为固定部42c。
上述的压电致动器43，包含有一悬浮板43a、一外框43b、至少一连接部43c、一压电元件43d、至少一间隙43e及一凸部43f；其中，悬浮板43a为一正方型悬浮板，具有第一表面431a及相对第一表面431a 的一第二表面432a，外框43b环绕设置于悬浮板43a的周缘，且外框43b 具有一组配表面431b及一下表面432b，并透过至少一连接部43c连接于悬浮板43a与外框43b之间，以提供弹性支撑悬浮板43a的支撑力，其中，至少一间隙43e为悬浮板43a、外框43b与连接部43c之间的空隙，用以供气体通过。此外，悬浮板43a的第一表面431a具有凸部43f，凸部43f 于本实施例中是将凸部43f的周缘且邻接于连接部43c的连接处透过蚀刻制程，使其下凹，来使悬浮板43a的凸部43f高于第一表面431a来形成阶梯状结构。
又如图4C所示，本实施例的悬浮板43a采以冲压成形使其向下凹陷，其下陷距离可由至少一连接部43c成形于悬浮板43a与外框 43b之间所调整，使在悬浮板43a上的凸部43f的凸部表面431f与外框43b 的组配表面431b两者形成非共平面，亦即凸部43f的凸部表面431f将低于外框43b的组配表面431b，且悬浮板43a的第二表面432a低于外框43b 的下表面432b，又压电元件43d贴附于悬浮板43a的第二表面432a，与凸部43f相对设置，压电元件43d被施加驱动电压后由于压电效应而产生形变，进而带动悬浮板43a弯曲振动；利用于外框43b的组配表面431b 上涂布少量粘合剂，以热压方式使压电致动器43贴合于共振片42的固定部42c，进而使得压电致动器43得以与共振片42组配结合。此外，绝缘片44及导电片45皆为框型的薄型片体，依序堆叠于压电致动器43下。于本实施例中，绝缘片44贴附于压电致动器43的外框43b的下表面432b。
请继续参阅图4C所示，气体泵4的进气板41、共振片 42、压电致动器43、绝缘片44及导电片45依序堆叠结合后，其中悬浮板43a与共振片42之间形成一腔室间距g，腔室间距g将会影响气体致动器11的传输效果，故维持一固定的腔室间距g对于气体泵4提供稳定的传输效率是十分重要。本案的气体泵4对悬浮板43a使用冲压方式，使其向下凹陷，让悬浮板43a的第一表面431a与外框43b的组配表面431b 两者为非共平面，亦即悬浮板43a的第一表面431a将低于外框43b的组配表面431b，且悬浮板43a的第二表面432a低于外框43b的下表面432b，使得压电致动器43的悬浮板43a凹陷形成一空间得与共振片42构成的腔室间距g可直接透过将上述压电致动器43的悬浮板43a以成形凹陷来进行调整，使得共振片42与压电致动器43之间构成一腔室空间46的结构得以改良，如此一来，所需的腔室间距g得以透过调整压电致动器43的悬浮板43a成形凹陷距离来完成，有效地简化了调整腔室间距g的结构设计，同时也达成简化制程，缩短制程时间等优点。
图4D至图4F为图4C所示的气体泵4的作动示意图。请先参阅图4D，压电致动器43的压电元件43d被施加驱动电压后产生形变带动悬浮板43a向下位移，此时腔室空间46的容积提升，于腔室空间 46内形成了负压，便汲取汇流腔室41c内的空气进入腔室空间46内，同时共振片42受到共振原理的影响被同步向下位移，连带增加了汇流腔室 41c的容积，且因汇流腔室41c内的空气进入腔室空间46的关系，造成汇流腔室41c内同样为负压状态，进而通过汇流排孔41b、进气孔41a来吸取空气进入汇流腔室41c内；请再参阅图4E，压电元件43d带动悬浮板 43a向上位移，压缩腔室空间46，迫使腔室空间46内的空气通过间隙43e 向下传输，来达到传输空气的效果，同时间，共振片42同样被悬浮板43a 因共振而向上位移，同步推挤汇流腔室41c内的气体往腔室空间46移动；最后请参阅图4F，当悬浮板43a被向下带动时，共振片42也同时被带动而向下位移，此时的共振片42将使压缩腔室空间46内的气体向至少一间隙43e移动，并且提升汇流腔室41c内的容积，让气体能够持续地通过进气孔41a、汇流排孔41b来汇聚于汇流腔室41c内，透过不断地重复上述步骤，使气体泵4能够连续将气体自进气孔41a进入，再由至少一间隙 43e向下传输，以不断地汲取气体检测装置外的气体进入，提供气体给气体传感器12感测，提升感测效率。
请继续参阅图4C，气体致动器11为一气体泵4，气体泵 4也可为透过微机电制程的方式所制出的微机电系统气体泵，其中，进气板41、共振片42、压电致动器43、绝缘片44、导电片45皆可透过面型微加工技术制成，以缩小整个泵的体积。
请参阅图5A、图5B至图5D所示，本案气体致动器11 为也可为一种鼓风箱气体泵5(BLOWER PUMP)，包含有依序堆叠的喷气孔片51、腔体框架52、致动体53、绝缘框架54及导电框架55；喷气孔片51包含了多个连接件51a、一悬浮片51b及一中空孔洞51c，悬浮片51b 可弯曲振动，多个连接件51a邻接于悬浮片51b的周缘，本实施例中，多个连接件51a其数量为4个，分别邻接于悬浮片51b的4个角落，但不此以为限，而中空孔洞51c形成于悬浮片51b的中心位置；腔体框架52承载叠置于悬浮片51b上，致动体53承载叠置于腔体框架52上，并包含了一压电载板53a、一调整共振板53b、一压电板53c，其中，压电载板53a 承载叠置于腔体框架52上，调整共振板53b承载叠置于压电载板53a上，压电板53c承载叠置于调整共振板53b上，供施加电压后发生形变以带动压电载板53a及调整共振板53b进行往复式弯曲振动；绝缘框架54则是承载叠置于致动体53的压电载板53a上，导电框架55承载叠置于绝缘框架54上，其中，致动体53、腔体框架52及悬浮片51b之间形成一共振腔室56。
再请参阅图5B至图5D为本案的鼓风箱气体泵5的作动示意图。请先参阅图5B所示，鼓风箱气体泵5透过多个连接件51a定位，使鼓风箱气体泵5设置于气体排气通道16中，喷气孔片51与气体排气通道16的底面间隔设置，并于两者之间形成气流腔室57；请再参阅图5C，当施加电压于致动体53的压电板53c时，压电板53c因压电效应开始产生形变并同步带动调整共振板53b与压电载板53a，此时，喷气孔片51 会因亥姆霍兹共振(Helmholtzresonance)原理一起被带动，使得致动体 53向上移动，由于致动体53向上位移，使得气流腔室57的容积增加，其内部气压形成负压，于鼓风箱气体泵5外的空气将因为压力梯度由喷气孔片51的多个连接件51a与侧壁之间的空隙进入气流腔室57并进行集压；最后请参阅图5C，气体不断地进入气流腔室57内，使气流腔室57内的气压形成正压，此时，致动体53受电压驱动向下移动，将压缩气流腔室 57的容积，并且推挤气流腔室57内气体，致使传导气体流通，并以气体传感器12进行通过气体监测。
当然，本案的鼓风箱气体泵5也可为透过微机电制程的方式所制出的微机电系统气体泵，其中，喷气孔片51、腔体框架52、致动体53、绝缘框架54及导电框架55皆可透过面型微加工技术制成，以缩小泵整个的体积。
本案的具气体监测的行动装置可避免水气、粉尘由气体监测进气口10a、气体监测排气口10b进入气体监测模块1a中，借此以避免气体监测模块1a内部所设置的气体传感器12因水气而导致生锈、受损或因粉尘堆积而导致元件损坏等功效。于如图3所示的实施例中，气体监测进气口10a、气体监测排气口10b别设有一防护膜10g封闭，且防护膜 10g为一防水、防尘且可供气体穿透的膜状结构，防护膜10g的防护等级为国际防护等级认证(International Protection Marking,IEC 60529)IP64 的等级，即防尘等级为6(完全防尘，粉尘无法进入)，防水等级为4(防泼溅，水从任何角度泼溅到设备上均无负面效果)，但不以此为限。防护膜 10g的防护等级也可为国际防护等级认证IP68的等级，即防尘等级为6，防水等级为8(持续浸入水中无负面效果)，但亦不以此为限。
再请参阅图1C及图6所示，上述的微粒监测模块2b设置连通于微粒监测进气口10c、微粒监测排气口10d之间，微粒监测模块 2b包含至少一微粒致动器21、至少一微粒传感器22及一第二隔腔本体 23、一承载隔板24、一微粒监测基座27及一激光发射器28，第二隔腔本体23内部空间借由该承载隔板24定义出一监测进气通道25与一监测排气通道26，监测进气通道25对应连通微粒监测进气口10c，而监测排气通道26对应连通微粒监测排气口10d，又承载隔板24具有一监测连通口 241，以连通监测进气通道25与监测排气通道26，以及微粒监测基座27 邻设于承载隔板24，并容置于监测进气通道25中，具有一承置槽271、一监测通道272、一光束通道273及一容置室274，微粒致动器21设置于承置槽271上，而监测通道272设置于承置槽271下方，以及容置室274 设置于监测通道272一侧容置定位激光发射器28，而光束通道273为连通于容置室274及监测通道272之间，且直接垂直横跨监测通道272，导引激光发射器28所发射激光光束照射至监测通道272中，以及微粒传感器22设置于监测通道272下方，促使微粒致动器21控制气体由微粒监测进气口10c进入至承置槽271而导入监测通道272中，并受激光发射器 28所发射激光光束照射，以投射气体中光点至微粒传感器22表面监测气体中所含悬浮微粒的粒径及浓度，监测后气体通过该监测排气通道26再由该微粒监测排气口10d排出该本体外。如此，微粒监测模块2a来监测周围环境的空气中含有微粒浓度的监测信息，并能以本案行动装置上传提供监测信息传送到外部装置(未图示)，可即时得到信息，以作警示告知处在环境中的人能够即时预防或逃离，以下说明为避免赘述，微粒致动器 21及一微粒传感器22的数量是使用一个作举例说明，但不以此为限，微粒致动器21及一微粒传感器22亦可为多个的组合。
上述的微粒监测模块2a的微粒致动器21可为一气体泵4 或者鼓风箱气体泵5的型态结构来实施气体传输，气体泵4定位于微粒监测基座27的承置槽271上方来实施设置，鼓风箱气体泵5透过多个连接件51a定位于微粒监测基座27的承置槽271上方来实施设置，其结构及动作如上述气体泵4、鼓风箱气体泵5说明，在此就不赘述。而气体泵4 也可为透过微机电制程的方式所制出的微机电系统气体泵，其中，进气板 41、共振片42、压电致动器43、绝缘片44及导电片45皆可透过面型微加工技术制成，以缩小整个泵的体积，而鼓风箱气体泵5也可为透过微机电制程的方式所制出的微机电系统气体泵，其中，喷气孔片51、腔体框架52、致动体53、绝缘框架54及导电框架55皆可透过面型微加工技术制成，以缩小泵的体积。
请参阅图1C及图7A至图7E所示，上述的净化气体模块3a设置连通于净化进气口10e及净化排气口10f之间，净化气体模块 3a包含至少一净化致动器31、至少一净化单元32及一第三隔腔本体33，第三隔腔本体33设有一导气通道34及一净化通道35，导气通道34对应连通净化进气口10e，而净化通道35一端连通导气通道34，另一端连通净化排气口10f，且净化致动器31设置于净化通道35中，以及净化单元 32置设于该净化通道35中，透过净化致动器31以控制气体由净化进气口10e导入至导气通道34中，再通过该净化通道35透过净化单元32来净化，净化气体由净化排气口10f排出本体10外。供使用者可使用本装置达到净化周遭环境气体的效益，以下说明为避免赘述，净化致动器31 及净化单元32的数量是使用一个作举例说明，但不以此为限，净化致动器31及净化单元32亦可为多个的组合。
如图7A所示，为净化气体模块3a的净化单元32第一实施例剖面示意图，上述的净化单元32可为一种滤网单元，包含多个滤网 32a，本实施例为两个滤网32a分别置设净化通道35中保持一间距，使气体透过净化致动器31控制导入净化通道35中受两滤网32a吸附气体中所含化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉，以达净化气体的效果，其中滤网 32a可为静电滤网、活性碳滤网或高效滤网(HEPA)。
如图7B所示，为净化气体模块3a的净化单元32第二实施例剖面示意图，上述净化单元32可为一种光触媒单元，包含一光触媒 32b及一紫外线灯32c，分别置设净化通道35中保持一间距，使气体透过净化致动器31控制导入净化通道35中，且光触媒32b透过紫外线灯32c 照射得以将光能转换化学能对气体分解有害气体及消毒杀菌，以达净化气体的效果。当然净化单元32为一种光触媒单元也可配合滤网32a在净化通道35中，以加强净化气体的效果，其中滤网32a可为静电滤网、活性碳滤网或高效滤网(HEPA)。
如图7C所示，为净化气体模块3a的净化单元32第二实施例剖面示意图，上述的净化单元32可为一种光等离子单元，包含一纳米光管32d，置设净化通道35中，使气体透过净化致动器31控制导入净化通道35中，透过纳米光管32d照射，得以将气体中的氧分子及水分子分解成具高氧化性光等离子具有破坏有机分子的离子气流，将气体中含有挥发性甲醛、甲苯、挥发性有机气体(VOC)等气体分子分解成水和二氧化碳，以达净化气体的效果。当然净化单元32为一种光等离子单元也可配合滤网32a在净化通道35中，以加强净化气体的效果，其中滤网32a可为静电滤网、活性碳滤网或高效滤网(HEPA)。
如图7D所示，为净化气体模块3a的净化单元32第二实施例剖面示意图，上述的净化单元32可为一种负离子单元，包含至少一电极线32e、至少一集尘板32f及一升压电源器32g，每个电极线32e、每个集尘板32f置设净化通道35中，而升压电源器32g设置于净化气体模块3a内提供每个电极线32e高压放电，每个集尘板32f带有负电荷，使气体透过净化致动器31控制导入净化通道35中，透过每个电极线32e高压放电，得以将气体中所含微粒带正电荷，将带正电荷微粒附着在带负电荷的每个集尘板32f上，以达净化气体的效果。上述的电极线32e采用富勒烯材料纤维束制成，富勒烯材料纤维束是一种应用了纳米技术所制造的电触媒材料，是一种接近超导的材料、电阻几乎等于零，电离子通过该材料时会产生强大的共振效应，对于电离子的游离析出极为有益，而并非像传统的离子释放材料(普通碳纤维金属等)需要很强的电流，所以电极线 32e采用富勒烯材料纤维束制成只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负氧离子，并且在空间形成纯- 净 的生态负离子浴环境，同时避免了臭氧、氮氧化物、正离子等衍生污染物产生。当然净化单元32为一种负离子单元也可配合滤网32a在净化通道35中，以加强净化气体的效果，其中滤网32a可为静电滤网、活性碳滤网或高效滤网(HEPA)。
如图7E所示，为净化气体模块3a的净化单元32第二实施例剖面示意图，上述的净化单元32可为一种电浆离子单元，包含一电场上护网32h、一吸附滤网32i、一高压放电极32j、一电场下护网32k及一升压电源器32g，其中电场上护网32h、吸附滤网32i、高压放电极32j 及电场下护网32k置设净化通道35中，且吸附滤网32i、高压放电极32j 夹置设于电场上护网32h及电场下护网32k之间，而升压电源器32g设置于净化气体模块3a内提供高压放电极32j高压放电，以产生高压电浆柱带有电浆离子，使气体透过净化致动器31控制导入净化通道35中，透过电浆离子使得气体中所含氧分子与水分子电离生成阳离子(H+)和阴离子(O2-)，且离子周围附着有水分子的物质附着在病毒和细菌的表面之后，在化学反应的作用下，会转化成强氧化性的活性氧(羟基，OH基)，从而夺走病毒和细菌表面蛋白质的氢，将其分解(氧化分解)，以达净化气体的效果，当然净化单元32为一种负离子单元元也可配合滤网32a在净化通道35中，以加强净化气体的效果，其中滤网32a可为静电滤网、活性碳滤网或高效滤网(HEPA)。
上述净化气体模块3a的净化致动器31可为一气体泵4 或者鼓风箱气体泵5的型态结构来实施气体传输，气体泵4定位于净化通道35上方来实施设置，鼓风箱气体泵5透过多个连接件51a定位于净化通道35上方来实施设置，其结构及动作如上述气体泵4、鼓风箱气体泵5 说明，在此就不赘述。而气体泵4也可为透过微机电制程的方式所制出的微机电系统气体泵，其中，进气板41、共振片42、压电致动器43、绝缘片44及导电片45皆可透过面型微加工技术制成，以缩小整个泵的体积，而鼓风箱气体泵5也可为透过微机电制程的方式所制出的微机电系统气体泵，其中，喷气孔片51、腔体框架52、致动体53、绝缘框架54及导电框架55皆可透过面型微加工技术制成，以缩小净化致动器31的体积。
综上所述，本案所提供一种具气体监测的行动装置，将气体监测模块、微粒监测模块及净化气体模块组配于薄型可携式行动装置上，利用气体监测模块、微粒监测模块进行气体监测，达到气体监测装置可随时、随地检测的目的，又能具备快速准确的监测效果，此外，微粒监测模块来监测周围环境的空气中含有微粒浓度的监测信息，并能以本案的行动装置提供监测信息传送到外部装置，可即时得到信息，以作警示告知处在环境中的人能够即时预防或逃离，而且本装置的净化气体模块提供净化气体排出使用，降低环境中的气体暴露造成人体健康影响及伤害。
本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
Claims (28)
1.一种具气体监测的行动装置，包含：
至少一本体，该本体包含至少一气体监测进气口、至少一气体监测排气口、至少一微粒监测进气口、至少一微粒监测排气口、至少一净化进气口及至少一净化排气口；
至少一气体监测模块，该气体监测模块设置连通于该气体监测进气口及该气体监测排气口之间，该气体监测模块包含至少一气体致动器及至少一气体传感器，该气体致动器控制气体由该气体监测进气口导入该气体监测模块内，透过该气体传感器进行监测以产生监测资料；
至少一微粒监测模块，该微粒监测模块设置连通于该微粒监测进气口及该微粒监测排气口之间，该微粒监测模块包含至少一微粒致动器及至少一微粒传感器，该微粒致动器控制气体由该微粒监测进气口导入该微粒监测模块内部，以该微粒传感器监测气体中所含悬浮微粒的粒径及浓度；以及
至少一净化气体模块，该净化气体模块设置连通于该净化进气口及该净化排气口之间，该净化气体模块包含至少一净化致动器、至少一净化单元及一第三隔腔本体，该第三隔腔本体内部空间设有一导气通道及一净化通道，该导气通道对应连通该净化进气口，而该净化通道一端连通该导气通道，另一端连通该净化排气口，且该净化致动器设置于该净化通道中，以及该净化单元置设于该净化通道中，透过该净化致动器以控制气体导入该净化通道中，该净化致动器控制气体由该净化进气口导入该净化气体模块内部，透过该净化单元净化气体，净化后气体由该净化排气口排出该本体外。
2.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体监测模块包含一第一隔腔本体，该第一隔腔本体内部空间藉由一气道隔板区隔出一气体进气通道及一气体排气通道，该气体进气通道对应连通该气体监测进气口，且该气体传感器设置在该气体进气通道中，而该气体排气通道对应连通该气体监测排气口，且该气体致动器设置在该气体排气通道中，且定位于该气道隔板上，又该气道隔板设有一气道连通口，以连通该气体进气通道及该气体排气通道。
3.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体传感器包含一氧气传感器、一一氧化碳传感器及一二氧化碳传感器的至少其中一或其组合。
4.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体传感器包含一挥发性有机物传感器。
5.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体传感器包含一细菌传感器、一病毒传感器及一微生物传感器的至少其中之一。
6.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该微粒监测模块包含一第二隔腔本体、一承载隔板、一微粒监测基座及一激光发射器，该第二隔腔本体内部空间借由该承载隔板区隔出一监测进气通道及一监测排气通道，该监测进气通道对应连通该微粒监测进气口，而该监测排气通道对应连通该微粒监测排气口，又该承载隔板具有一监测连通口，以连通该监测进气通道与该监测排气通道，以及该微粒监测基座邻设于该承载隔板，并容置于该监测进气通道中，该微粒监测基座包含一承置槽、一监测通道、一光束通道及一容置室，该微粒致动器设置于该承置槽上，而该监测通道设置于该承置槽下方，以及该容置室设置于该监测通道一侧容置定位该激光发射器，而该光束通道为连通于该容置室及该监测通道间，且直接垂直横跨该监测通道，导引该激光发射器所发射激光光束照射至该监测通道中，以及该微粒传感器设置于该监测通道下方，促使该微粒致动器控制气体由该微粒监测进气口进入至该承置槽中而导入该监测通道中，并受该激光发射器所发射激光光束照射，以投射气体中光点至该微粒传感器表面监测气体中所含悬浮微粒的粒径及浓度，监测后气体通过该监测排气通道再由该微粒监测排气口排出该本体外。
7.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该微粒传感器为PM2.5传感器。
8.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体致动器、该微粒致动器及该净化致动器为一微机电系统气体泵。
9.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体致动器、该微粒致动器及该净化致动器为一气体泵，该气体泵包含：
一进气板，具有至少一进气孔、至少一汇流排孔及一汇流腔室，其中该进气孔供导入气流，该汇流排孔对应该进气孔，且引导该进气孔的气流汇流至该汇流腔室；
一共振片，具有一中空孔对应该汇流腔室，且该中空孔的周围为一可动部；以及
一压电致动器，与该共振片相对应设置；
其中，该共振片与该压电致动器之间具有一腔室空间，以使该压电致动器受驱动时，使气流由该进气板的该进气孔导入，经该汇流排孔汇集至该汇流腔室，再流经该共振片的该中空孔，由该压电致动器与该共振片的该可动部产生共振传输气流。
10.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体致动器、该微粒致动器及该净化致动器为一鼓风箱气体泵，该鼓风箱气体泵包含：
一喷气孔片，包含多个连接件、一悬浮片及一中空孔洞，该悬浮片可弯曲振动，该多个连接件邻接于该悬浮片周缘，而该中空孔洞形成于该悬浮片的中心位置，透过该多个连接件设置定位，并提供弹性支撑该悬浮片，并使该喷气孔片底面间形成一气流腔室，且该多个连接件及该悬浮片之间形成至少一空隙；
一腔体框架，承载叠置于该悬浮片上；
一致动体，承载叠置于该腔体框架上，以接受电压而产生往复式地弯曲振动；
一绝缘框架，承载叠置于该致动体上；以及
一导电框架，承载叠设置于该绝缘框架上；
其中，该致动体、该腔体框架及该悬浮片之间形成一共振腔室，透过驱动该致动体以带动该喷气孔片产生共振，使该喷气孔片的该悬浮片产生往复式地振动位移，以造成气体通过该空隙进入该气流腔室再排出，实现气体的传输流动。
11.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该净化单元为一滤网单元，包含多个滤网，分别置设该净化通道中保持一间距，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中受该多个滤网过滤净化。
12.如权利要求11所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该滤网为一静电滤网、一活性碳滤网及一高效滤网(HEPA)至少其中之一。
13.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该净化单元为一光触媒单元，包含一光触媒及一紫外线灯，分别置设该净化通道中保持一间距，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中，且该光触媒透过该紫外线灯照射得以分解净化气体。
14.如权利要求13所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该光触媒单元包含多个滤网，分别置设该净化通道中保持一间距，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中受该多个滤网过滤净化。
15.如权利要求14所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该滤网为一静电滤网、一活性碳滤网及一高效滤网(HEPA)至少其中之一。
16.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该净化单元为一光等离子单元，包含一纳米光管，置设该净化通道中，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中，透过该纳米光管照射将气体中含有挥发性甲醛、甲苯及挥发性有机气体分解净化。
17.如权利要求16所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该光等离子单元包含多个滤网，分别置设该净化通道中保持一间距，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中受该多个滤网过滤净化。
18.如权利要求17所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该滤网为一静电滤网、一活性碳滤网及一高效滤网(HEPA)至少其中之一。
19.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该净化单元为一负离子单元，包含至少一电极线、至少一集尘板及一升压电源器，该电极线及该集尘板置设该净化通道中，而该升压电源器设置于该净化气体模块内，提供该电极线高压放电，该集尘板带有负电荷，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中，透过该电极线高压放电，得以将气体中所含微粒带正电荷，将带正电荷微粒附着在带负电荷的该集尘板上净化。
20.如权利要求19所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该负离子单元包含多个滤网，分别置设该净化通道中保持一间距，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中受该多个滤网过滤净化。
21.如权利要求20所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该滤网为一静电滤网、一活性碳滤网及一高效滤网(HEPA)至少其中之一。
22.如权利要求19所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该电极线采用富勒烯材料纤维束制成。
23.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该净化单元为一电浆离子单元，包含一电场上护网、一吸附滤网、一高压放电极、一电场下护网及一升压电源器该电场上护网、该吸附滤网、该高压放电极及该电场下护网置设于该净化通道中，且该吸附滤网及该高压放电极夹置设于该电场上护网及该电场下护网间，而该升压电源器设置于该净化气体模块内提供该高压放电极高压放电，以产生高压柱带有离子，使气体透过该净化致动器控制导入该净化通道中，透过离子分解净化气体。
24.如权利要求23所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该电浆离子单元包含多个滤网，分别置设该净化通道中保持一间距，透过该净化致动器控制气体导入该净化通道中受该多个滤网过滤净化。
25.如权利要求24所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该滤网为一静电滤网、一活性碳滤网及一高效滤网(HEPA)至少其中之一。
26.如权利要求1所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该气体监测进气口及该气体监测排气口分别设有一防护膜，且该防护膜为一防水及一防尘且可供气体穿透的膜状结构。
27.如权利要求26所述具气体监测的行动装置，其特征在于，该防护膜的防护等级为国际防护等级认证IP64的等级。
28.如权利要求26所述的具气体监测的行动装置，其特征在于，该防护膜的防护等级为国际防护等级认证IP68的等级。
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