CN118142109A - 一种主动换气高效过滤口罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了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。本申请能快速排出湿气，热量和二氧化碳，追踪整个人体呼吸过程并联动，使呼吸阻力达到最佳，本申请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。

Description

一种主动换气高效过滤口罩

技术领域

本发明主要涉及口罩的技术领域，特别涉及一种主动换气高效过滤口罩。

背景技术

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。

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。

发明内容

本申请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。

本申请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。

本申请中，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。本申请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。

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。

本申请中，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。本申请能够快速排出湿气，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。

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。

本申请中，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。

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。

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。

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。

本申请中，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。本申请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。

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。

本申请中，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。

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。

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。

本申请中，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。

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。

本申请中，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。

本申请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。本申请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。本申请能快速排出湿气，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。本申请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。

附图说明

图1a为本申请实施例一的主动换气高效过滤口罩结构示意图。

图1b为本申请实施例一的主动换气高效过滤口罩与终端的连接示意图。

图2为本申请实施例二的主动换气高效过滤口罩结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细描述。

实施例一

如图1a所示，本实施例提供了一种主动换气高效过滤口罩，包括口罩本体101以及设置在口罩本体101上的双向风扇模块，口罩本体101包括密封层107以及高效过滤层106，密封层107与高效过滤层106之间设有气流空腔104，气流空腔104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110，压力传感器110用于检测人体呼气或吸气时口罩本体101内的气流压力并将气流压力转化为电动信号，压力传感器110连接有中央处理器109，中央处理器109根据电动信号控制双向风扇模块中风扇的转动。

本实施例中，通过口罩本体101设置有气流空腔104，然后利用压力传感器110用于检测人体呼气或吸气时口罩本体101内的气流压力并将气流压力转化为电动信号，中央处理器109根据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。本申请通过气流空腔104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106提高了气体过滤效果。

在实施例一中，中央处理器109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110检测出口罩本体101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109根据所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104被双向风扇模块中风扇排出；当人体吸气时，压力传感器110检测出口罩本体101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109根据所第二电动信号控制双向风扇模块中风扇进行转动，外界空气通过气流空腔104并经过高效过滤层106过滤后进入人体。

本实施例中，当人体呼气或者吸气时，压力传感器110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110检测到的电动信号为第一电动信号，中央处理器109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110检测出气流空腔104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109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106进入人体。本申请能够快速排出湿气，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101中气流空腔104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。

在实施例一中，口罩本体101还包括亲肤层105，亲肤层105的一侧接触人体面部，亲肤层105的另一侧为高效过滤层106；高效过滤层106的一侧为亲肤层105，高效过滤层106的另一侧为气流空腔104。

本实施例中，口罩本体101包括若干层结构层，若干层结构层包括密封层107、亲肤层105以及高效过滤层106，亲肤层105为口罩本体101中接触人体面部的结构层，密封层107为口罩本体101中接触空气的结构层，高效过滤层106位于密封层107以及亲肤层105之间，密封层107与高效过滤层106之间形成气流空腔104。

在实施例一中，双向风扇模块包括排风扇102和进风扇103，排风扇102和进风扇103均为轴流风扇；排风扇102设置在密封层107上，进风扇103通过第一固定装置固定在高效过滤层106与亲肤层105之间；当人体呼气时，中央处理器109根据第一电动信号控制排风扇102进行转动，将人体呼出的废气经过气流空腔104后排出；当人体吸气时，中央处理器109根据所第二电动信号控制进风扇103进行转动，外界空气通过气流空腔104并经过高效过滤层106过滤后进入人体。

在实施例一中，主动换气高效过滤口罩还包括LED灯、蜂鸣器、电池模块109、电源管理模块以及蓝牙模块，电池模块109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109以及中央处理器109连接，蓝牙模块位于中央处理器109上，蓝牙模块能够与终端111无线连接，终端111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111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109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。

本实施例中，电源管理模块能够负责协调许多功能，比如监控电源连接和电池充电、必要时给电池充电、控制其他集成电路的电源、在闲置时关闭不必要的系统组件、控制睡眠和电源功能(开和关)等等。主动换气高效过滤口罩的检测参数可以包括口罩温度、口罩湿度、口罩二氧化碳浓度、口罩当前位置、口罩电池电量、高效过滤层阻力系数、口罩内气流空腔体积、人体吸气和呼气频率、呼吸时内腔气压变化、传感器与风扇迟延时间等等。

如图1b所示，本实施例中，中央处理器109设置有蓝牙模块，蓝牙模块能够与终端111无线连接，从而实现终端111对主动换气高效过滤口罩的检测参数显示，以及与主动换气高效过滤口罩进行双向定位功能。终端111可以为为手机、平板电脑、智能蓝牙设备、笔记本电脑、或者个人电脑(PersonalComputer，PC)等设备。

在实施例一中，中央处理器109通过压力传感器110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109通过压力传感器110检测到的气流压力获取高效过滤层106阻力系数，当高效过滤层106阻力系数发生变化且超过阻力阈值时，中央处理器109控制LED灯和/或蜂鸣器发出警示；中央处理器109通过压力传感器110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109控制LED灯和/或蜂鸣器发出警示发出警示；中央处理器109获取压力传感器110的工作时长，当压力传感器110检测到的气流压力低于压力阈值且压力传感器110的工作时长超过时长阈值时，中央处理器109通过蓝牙模块发出更换提醒信息至终端。

本实施例中，口罩本体101设置有LED灯和蜂鸣器，通过结合呼吸力学，即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，使人体呼吸阻力达到最佳，通过压力传感器时刻监测人体呼吸信号来控制风扇的转动，使风扇的转动与人体呼吸同步，通过风扇变频，能够让人体呼吸达到最佳舒适度。

本实施例中，还可以根据高效过滤层阻力系数、口罩内气流空腔体积、人体吸气和呼气频率、呼吸时内腔气压变化、传感器与风扇迟延时间等参数，对风扇进行变频，使得人体呼吸达到最佳舒适度。另外，当高效过滤层阻力系数发生变化且超过一定阻力阈值时，则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。

本实施例中，压力传感器110还能够通过检测气流空腔104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106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。

另外，本实施例的主动换气高效过滤口罩还能够设置温度传感器或湿度传感器，从而进行温湿度调节，当温度和湿度超过舒适范围，在保持气压不变的情况下，能够加快腔体内空气交换频率。

在实施例一中，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101进行消毒杀菌，并且对电池模块109进行充电。

本实施例中，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109相互匹配，充电模块能够对电池模块109进行充电。

在实施例一中，压力传感器110设置有防水透气膜，压力传感器110通过第二固定装置固定在高效过滤层106的一侧。本实施例中，第二固定装置可以为固定夹，通过固定夹将压力传感器固定在高效过滤层106的一侧。

在实施例一中，密封层107采用TPU或PEVA材质，高效过滤层106包括为水驻极熔喷布或ePTFE纳米复合膜，亲肤层105采用亲肤材质。

在实施例一中，口罩本体可以包括若干层结构层，若干层结构层包括密封层、亲肤层以及至少一层高效过滤层，亲肤层为口罩本体中接触人体面部的结构层，亲肤层采用亲肤材质。具体地，亲肤层可采用棉毛丝麻等天然纤维面料。其中，棉：植物纤维，主要优点是吸湿、透气性好，穿着舒适。麻：布面光洁平整，富有弹性，透气性好，吸湿散热性强，不易受水的侵蚀而发霉。毛：坚牢耐磨，质轻，保暖性好，弹性、抗皱性能好，吸湿性强、穿着舒适，能吸收人体的排出的湿气，耐脏透湿性。丝：光泽好，，轻薄柔软，吸湿性好，且天然含有丝蛋白质贴身穿着有益于皮肤健康。

密封层为口罩本体中接触空气的结构层，密封层采用TPU或PEVA材质。TPU(Thermoplasticpolyurethanes)为热塑性聚氨酯弹性体橡胶层，TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，耐油、耐水且耐霉菌。PEVA为聚乙烯—醋酸乙烯酯，由PE和EVA两种材料共混合成的，有良好柔软性和少许的弹性，吸水量小，不易潮湿，有绝缘性能，且可生物降解。

至少一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。本实施例中，高效过滤层可以为水驻极熔喷布或ePTFE纳米复合膜。

本实施例中，密封层107采用防水处理的密封，起到防飞沫的效果；高效过滤层106为水驻极熔喷布或ePTFE纳米复合膜，高效过滤层106经过了驻极处理，驻极处理后的高效过滤层106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105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。

在实施例一中，密封层107的一侧设置有海绵附着层108，海绵附着层108用于为口罩本体101的整体结构进行支撑以及定型。

本实施例使用高密度海绵附在密封层上，作为风扇的支撑，本实施例利用海绵的透气性和重量轻的特点，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。

本实施例中，海绵附着层108设有开孔，开孔用于固定连接排风扇102。本实施例的排风扇102和进风扇103的前部可以设置过滤片。排风扇102可以将口罩内人体排除的废气排出，进气扇103可以将过滤后的空气进行口罩中。

具体地，当人体吸气时，可以控制排风扇102停转，进气扇103启动，由于气流空腔104的存在，使得外界的空气通过排风扇102通道进入气流空腔104中，高效过滤层106具有透气且过滤的效果，过滤后的气体经过高效过滤层106的过滤后被人体吸入，进气扇103增强了进风效率。

当人体呼气时，可以控制排风扇102启动，进气扇103停转，人体呼出的废气可以通过高效过滤层106进入气流空腔104中，再从气流空腔104通过排风扇102排出。

本实施例中口罩过滤效能不低于N95，对人体呼吸道进行最高级别的防护。双向排气设计，采用两个独立风扇设计，能够快速排出湿气，热量和二氧化碳，CO2浓度不高于1000PPM，另外内置气压传感器，追踪整个人体呼吸过程并联动。同时还可以采用智能AI算法，结合呼吸力学，使呼吸阻力达到最佳。口罩高效过滤层达到使用寿命后可替换，成本低。

本实施例可采用可充锂聚合物电池，使用时间不低于20小时；除N95滤芯耗材需替换外，整体使用寿命不低于1年，马达噪音低于40dB。

本申请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。本申请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。本申请能快速排出湿气，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。本申请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。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种主动换气高效过滤口罩，包括第二口罩本体201以及设置在第二口罩本体201上的第二双向风扇模块，第二口罩本体201包括第二密封层206以及第二高效过滤层207，第二密封层206与第二高效过滤层207之间设有第二气流空腔202，第二气流空腔202用于增加第二双向风扇模块运行时的气体流通面积；第二双向风扇模块连接有第二压力传感器203，第二压力传感器203用于检测人体呼气或吸气时第二口罩本体201内的气流压力并将气流压力转化为电动信号，第二压力传感器203连接有第二中央处理器204，第二中央处理器204根据电动信号控制双向风扇模块中风扇的转动。第二双向风扇模块包括单个双向风扇205。

在实施例二中，第二中央处理器204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，第二压力传感器203检测出第二口罩本体201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，第二中央处理器204根据所第一电动信号控制双向风扇模块中双向风扇205进行转动，将人体呼出的废气排出；当人体吸气时，第二压力传感器203检测出第二口罩本体201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，第二中央处理器204根据所第二电动信号控制双向风扇模块中双向风扇205进行转动，外界空气通过双向风扇205进入第二气流空腔202，然后经第二高效过滤层207进入人体。

在实施例二中，第二密封层206的一侧设置有第二海绵附着层208，第二海绵附着层208用于为口罩本体201的整体结构进行支撑以及定型。第二口罩本体201还包括第二亲肤层209，第二亲肤层209的一侧接触人体面部，第二亲肤层209的另一侧为第二高效过滤层207；第二高效过滤层207的一侧为第二亲肤层209，第二高效过滤层207的另一侧为第二气流空腔202。

实施例二的其他结构与实施例一相同或相似，本实施例二不再赘述。

本实施例设计的主动换气高效过滤口罩包括第二口罩本体以及设置在第二口罩本体上的双向风扇模块，第二口罩本体设有第二气流空腔，通过与双向风扇模块连接的第二压力传感器203能够检测气流压力并将气流压力转化为电动信号，然后第二中央处理器204根据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。本实施例能快速排出湿气，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。本实施例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。

具体实施时，以上各个模块可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个模块的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种主动换气高效过滤口罩，其特征在于，包括口罩本体以及设置在所述口罩本体上的双向风扇模块，所述口罩本体包括密封层以及高效过滤层，所述密封层与所述高效过滤层之间设有气流空腔，所述气流空腔用于增加所述双向风扇模块运行时的气体流通面积；所述双向风扇模块连接有压力传感器，所述压力传感器用于检测人体呼气或吸气时所述口罩本体内的气流压力并将所述气流压力转化为电动信号，所述压力传感器连接有所述中央处理器，所述中央处理器根据所述电动信号控制所述双向风扇模块中风扇的转动。

2.根据权利要求1所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述中央处理器根据所述电动信号控制所述双向风扇模块中风扇的转动，包括：

当人体呼气时，所述压力传感器检测出所述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，所述中央处理器根据所述第一电动信号控制所述双向风扇模块中风扇进行转动，人体呼出的废气通过所述气流空腔被所述双向风扇模块中风扇排出；

当人体吸气时，所述压力传感器检测出所述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，所述中央处理器根据所述第二电动信号控制所述双向风扇模块中风扇进行转动，外界空气通过所述气流空腔并经过所述高效过滤层过滤后进入人体。

3.根据权利要求1或2所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述口罩本体还包括亲肤层，所述亲肤层的一侧接触人体面部，所述亲肤层的另一侧为所述高效过滤层；所述高效过滤层的一侧为所述亲肤层，所述高效过滤层的另一侧为所述气流空腔。

4.根据权利要求3所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述双向风扇模块包括排风扇和进风扇，所述排风扇和进风扇均为轴流风扇；所述排风扇设置在所述密封层上，所述进风扇通过第一固定装置固定在所述高效过滤层与所述亲肤层之间；当人体呼气时，所述中央处理器根据所述第一电动信号控制所述排风扇进行转动，将人体呼出的废气经过所述气流空腔后排出；当人体吸气时，所述中央处理器根据所第二电动信号控制所述进风扇进行转动，外界空气通过所述气流空腔并经过所述高效过滤层过滤后进入人体。

5.根据权利要求1所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述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，所述电池模块用于为所述主动换气高效过滤口罩进行供电，所述电源管理模块分别与所述电池模块以及所述中央处理器连接，所述蓝牙模块位于所述中央处理器上，所述蓝牙模块能够与终端无线连接，所述终端用于对所述主动换气高效过滤口罩的检测参数进行显示，并且与所述主动换气高效过滤口罩进行双向定位；当进行双向定位时，所述终端发送定位指令至所述蓝牙模块，所述蓝牙模块接收所述定位指令，所述中央处理器根据所述蓝牙模块接收到的所述定位指令控制LED灯和/或蜂鸣器发出警示。

6.根据权利要求5所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，

所述中央处理器通过所述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，并根据所述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；

所述中央处理器通过所述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，所述中央处理器控制所述LED灯和/或所述蜂鸣器发出警示；

所述中央处理器通过所述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，当所述紧密度低于紧密度阈值时，所述中央处理器控制所述LED灯和/或所述蜂鸣器发出警示发出警示；

所述中央处理器获取所述压力传感器的工作时长，当所述压力传感器检测到的气流压力低于压力阈值且所述压力传感器的工作时长超过时长阈值时，所述中央处理器通过所述蓝牙模块发出更换提醒信息至所述终端。

7.根据权利要求5所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述主动换气高效过滤口罩还包括紫外线消毒外壳，所述紫外线消毒外壳用于对所述口罩本体进行消毒杀菌，并且对所述电池模块进行充电。

8.根据权利要求1所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述压力传感器设置有防水透气膜，所述压力传感器通过第二固定装置固定在所述高效过滤层的一侧。

9.根据权利要求3所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述密封层采用TPU或PEVA材质，所述高效过滤层包括为水驻极熔喷布或ePTFE纳米复合膜，所述亲肤层采用亲肤材质。

10.根据权利要求1所述的主动换气高效过滤口罩，其特征在于，所述密封层的一侧设置有海绵附着层，所述海绵附着层用于为所述口罩本体的整体结构进行支撑以及定型。