KR20190100605A

KR20190100605A - Electric dustproof mask with differential pressure sensor

Info

Publication number: KR20190100605A
Application number: KR1020180020369A
Authority: KR
Inventors: 김종형
Original assignee: 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2019-08-29
Also published as: KR102022181B1

Abstract

According to the present invention, an electric dustproof mask provided with a differential pressure sensor comprises: a mask body; a filter formed in the mask body; a motor controlling a flow rate of air introduced through the filter; a differential pressure sensor for measuring a pressure change inside the mask body; and a control module for setting an operation mode based on the magnitude value of the pressure difference measured by the differential pressure sensor and dynamically varying the maximum output or the minimum output of the motor according to the set operation mode. According to an aspect of the present invention, since the operation mode is determined in real time according to the user′s breathing state and the output of the motor is appropriately controlled according to the determined operation mode, the operation optimized for the wearing environment of the dustproof mask can be performed.

Description

ELECTRIC DUSTPROOF MASK WITH DIFFERENTIAL PRESSURE SENSOR}

본 발명은 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차압센서를 이용하여 사용자 맞춤형으로 공기의 유량이 제어되는 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to an electric anti-vibration mask having a differential pressure sensor, and more particularly, to an electric anti-vibration mask provided with a differential pressure sensor that is controlled by the user by using a differential pressure sensor.

전동식 방진 마스크란 기존에 마스크에 팬 모터, 필터를 추가하여 사용자에게 정화된 공기를 공급하는 마스크이다. 전동식 방진 마스크는 필터로 인해 마스크 내부로 흡입되는 공기의 유량이 적더라도 모터를 이용하여 부족한 유량을 보충하기 때문에, 최근 다양한 분야에서 전동식 방진 마스크에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 진동식 방진 마스크는 필터와 모터의 사양에 따라 전체적인 성능이 좌우된다. The electric dust mask is a mask that supplies purified air to the user by adding a fan motor and a filter to the mask. Since the electric dust mask compensates for the insufficient flow rate by using a motor even if the flow rate of the air sucked into the mask due to the filter is small, the demand for the electric dust mask has recently increased in various fields. This vibrating anti-vibration mask depends on the overall performance of the filter and motor specifications.

하지만, 종래의 전동식 방진 마스크는 대부분 무게와 가격을 줄이기 위해 풍량이 낮은 모터를 사용하고 있다. 이는 성능이 낮은 필터의 사용을 야기하게 되어 공기 정화를 최우선 목표로 하는 방진 마스크의 본래 기능을 제대로 수행하지 못한다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 전동식 방진 마스크에 구비된 모터는 낮은 풍량으로 인하여 피드백 제어를 할 수 없기 때문에 개방 루프(Open Loop) 제어를 사용한다. 하지만 개방 루프 제어를 사용하게 되면 공기 정화가 불필요한 지역에서도 항상 일정한 양의 공기를 흡입하게 되어, 필터와 배터리의 수명이 단축될 수 있다. 이에, 높은 성능의 필터 및 모터를 이용하면서도 사용자에게 안정적으로 정화된 공기를 제공하는 전동식 방진 마스크의 개발이 필요한 실정이다.However, conventional electric dust masks mostly use a low-wind motor to reduce weight and price. This causes the use of a low performance filter, which does not properly perform the original function of the anti-vibration mask which is the primary goal of air purification. In addition, since the motor provided in the conventional electric anti-vibration mask cannot perform the feedback control due to the low air flow rate, the open loop control is used. Open-loop control, however, can always draw a certain amount of air, even in areas where air purification is unnecessary, which can shorten the life of the filter and battery. Therefore, there is a need for the development of an electric dust mask that provides a stable air to the user while using a high performance filter and motor.

한국등록특허 제10-1698933호Korea Patent Registration No. 10-1698933 한국등록특허 제10-2012-0123969호Korea Patent Registration No. 10-2012-0123969

본 발명의 일측면은 차압 센서로부터 측정된 측정값을 이용하여 동작 모드를 자동으로 설정하고, 설정된 동작 모드에 따라 모터의 출력을 실시간으로 설정하는 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크를 제공한다.One aspect of the present invention provides an electric anti-vibration mask having a differential pressure sensor for automatically setting the operation mode using the measured value measured from the differential pressure sensor, and sets the output of the motor in real time according to the set operation mode.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크는, 마스크 본체, 상기 마스크 본체에 형성된 필터, 상기 필터를 통해 유입되는 공기의 유량을 제어하는 모터, 상기 마스크 본체 내부의 압력변화를 측정하는 차압 센서 및 상기 차압 센서로부터 측정된 압력 차에 대한 크기값을 기초로 동작 모드를 설정하고, 설정된 동작 모드에 따라 상기 모터의 최대 출력 또는 최소 출력을 동적으로 가변시키는 제어 모듈을 포함한다.Electric dust mask equipped with a differential pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the mask body, a filter formed on the mask body, a motor for controlling the flow rate of air flowing through the filter, the pressure change inside the mask body And a control module for setting an operation mode based on the differential pressure sensor to be measured and the magnitude value of the pressure difference measured from the differential pressure sensor, and dynamically varying the maximum or minimum output of the motor according to the set operation mode.

상기 동작 모드는 대기 모드 및 호흡 모드를 포함하고, 상기 제어 모듈은, 전원이 공급된 후, 상기 압력 차의 크기값이 소정 시간 동안 미리 정해진 제1 임계값 이상으로 측정되면 상기 모터가 최소 출력으로 동작되는 대기 모드가 활성화되고, 상기 대기 모드가 활성화된 후 상기 압력 차의 크기값이 제1 구간에 포함된 것으로 측정되면 호흡 상태인 것으로 판단하여 상기 호흡 모드를 활성화하거나, 상기 대기 모드가 활성화된 후 상기 압력 차의 크기값이 상기 제1 구간보다 큰 제2 구간에 포함된 것으로 측정되면 대화 상태인 것으로 판단하여 상기 대화 모드를 활성화하거나, 상기 대기 모드가 활성화된 후 상기 압력 차의 크기값이 상기 제1 임계값보다 작은 제2 임계값 이하인 상태로 소정 시간동안 지속되면 상기 대기 모드를 활성화하되, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간은 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값 사이의 구간으로 설정될 수 있다.The operation mode includes a standby mode and a breathing mode, and the control module is configured to, when power is supplied, when the magnitude value of the pressure difference is measured to be equal to or greater than a first predetermined threshold for a predetermined time, the motor is output to the minimum output. When the standby mode is activated, and after the standby mode is activated, if the magnitude value of the pressure difference is measured to be included in the first section, the standby mode is determined to be in a respiratory state, or the respiration mode is activated, or the standby mode is activated. If it is determined that the magnitude value of the pressure difference is included in a second section larger than the first section, it is determined that the conversation state is in a conversation state and the conversation mode is activated, or after the standby mode is activated, the magnitude value of the pressure difference is If the duration is less than the second threshold less than the first threshold for a predetermined time, the standby mode is activated, but the first interval And the second interval may be set as an interval between the first threshold and the second threshold.

상기 제어 모듈은, 활성화된 동작 모드의 종류에 따라 상기 모터의 기본 출력을 서로 상이하게 설정하되, 상기 호흡 모드가 활성화되면 상기 대기 모드에 설정된 모터의 기본 출력에 따라 상기 호흡 모드에서의 모터의 기본 출력을 설정하고, 상기 대화 모드가 활성화되면 상기 모터의 최대 출력에 따라 상기 대화 모드에서의 모터의 기본 출력을 설정할 수 있다.The control module may set the basic outputs of the motor differently according to the type of the activated operation mode, and if the breathing mode is activated, the basic function of the motor in the breathing mode according to the basic output of the motor set in the standby mode. The output may be set, and when the talk mode is activated, the basic output of the motor in the talk mode may be set according to the maximum output of the motor.

상기 제어 모듈은, 상기 호흡 모드 또는 상기 대화 모드로 설정된 구간 동안 상기 필터를 통해 흡입되는 평균 공기 흡입량을 측정하고, 주기적으로 측정되는 평균 공기 흡입량에 따라 상기 모터가 최대 출력으로 동작되는 시점을 설정할 수 있다.The control module may measure an average air intake amount sucked through the filter during a period set to the respiration mode or the conversation mode, and set a time point at which the motor operates at the maximum output according to the average air intake amount periodically measured. have.

사용자 단말과 통신하는 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 통신 모듈을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 대기 정보의 오염도를 분석하여, 상기 오염도가 미리 설정된 기준값 이상으로 판단되면 상기 모터의 최소 출력을 제1 출력값으로 설정하고, 상기 오염도가 상기 기준값 미만인 것으로 판단되면 상기 모터의 최소 출력을 상기 제1 출력값보다 작은 제2 출력값으로 설정할 수 있다.The communication module may further include a communication module configured to communicate with a user terminal, wherein the control module analyzes a pollution degree of atmospheric information received from the user terminal through the communication module, and if the pollution degree is determined to be equal to or greater than a preset reference value, the minimum value of the motor. When the output is set to the first output value and the pollution degree is determined to be less than the reference value, the minimum output of the motor may be set to a second output value smaller than the first output value.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 사용자의 호흡 상태에 따라 동작 모드가 실시간으로 결정되고, 결정된 동작 모드에 따라 모터의 출력이 적절하게 제어되기 때문에 방진 마스크의 착용 환경에 최적화된 동작을 수행할 수 있다.According to one aspect of the present invention, since the operation mode is determined in real time according to the user's breathing state, and the output of the motor is properly controlled according to the determined operation mode to perform the operation optimized for the wearing environment of the anti-vibration mask. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전동식 방진 마스크의 주요 구성들이 도시된 블록도이다.
도 3은 도 1의 전동식 방진 마스크의 동작 모드가 변경되는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.
도 4는 도 1의 전동식 방진 마스크의 동작 모드에 따라 모터 출력이 변경되는 일 예가 도시된 도면이다.1 is a perspective view of an electric dust mask equipped with a differential pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing main components of the electric dust mask of FIG. 1.
3 is a diagram illustrating a specific example in which an operation mode of the electric dust mask of FIG. 1 is changed.
4 is a diagram illustrating an example in which a motor output is changed according to an operation mode of the electric dust mask of FIG. 1.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크의 사시도이고, 도 2는 도 1의 전동식 방진 마스크의 동작에 관여하는 주요 구성들이 도시된 블록도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.1 is a perspective view of an electric dust mask equipped with a differential pressure sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the main components involved in the operation of the electric dust mask of Fig. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 1 and 2.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크(1)는 마스크 본체(100), 필터(200), 모터(300), 차압 센서(400) 및 제어 모듈(500)을 포함한다.Specifically, the electric dust mask 1 is equipped with a differential pressure sensor according to an embodiment of the present invention, the mask body 100, the filter 200, the motor 300, the differential pressure sensor 400 and the control module 500 It includes.

마스크 본체(100)는 크게 안면 접촉부(110)와 여과부(120)로 구성될 수 있다.The mask body 100 may be largely composed of the face contact 110 and the filter 120.

안면 접촉부(110)는 본 발명에 따른 차압센서가 구비된 전동식 방진 마스크(1, 이하 방진 마스크)를 착용하는 사용자의 안면부와 직접 접촉하는 부재이다. 안면 접촉부(110)는 사용자의 안면부와 밀착되어 후술하는 여과부(120) 를 통과하지 않은 외부 공기의 유입이 차단되도록 인체의 안면부의 형상와 유사한 형상으로 제작될 수 있으며, 실리콘 재질로 구성될 수 있다.The face contact 110 is a member in direct contact with the face of a user wearing an electric dust mask 1 (hereinafter, referred to as a dust mask) equipped with a differential pressure sensor according to the present invention. The face contact part 110 may be manufactured in a shape similar to that of the face part of the human body so as to be in close contact with the face part of the user to block the inflow of external air that does not pass through the filtration part 120 to be described later, and may be made of a silicon material. .

여과부(120)는 안면 접촉부(110)의 일측면과 결합된 일종의 하우징으로, 외부 공기를 안면 접촉부(110) 내부로 유입시키거나, 안면 접촉부(110) 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 통로가 형성될 수 있다. 이때, 여과부(120)는 외부 공기가 유입되는 과정에서 외부 공기를 정화하고, 유입되는 공기의 유량을 제어하기 위한 다양한 장치들을 수용할 수 있다. 구체적으로, 여과부(120)의 정면에는 필터(200) 및 모터(300)가 배치될 수 있으며, 여과부(120)의 내부에는 차압 센서(400) 및 제어 모듈(500)이 배치될 수 있다. 이러한 여과부(120)를 구성하는 재질은 특정 재질로 한정되지 않으나, 휴대성 및 내구성을 고려하여 플라스틱 재질로 구성되는 것이 바람직하다.The filter unit 120 is a kind of housing coupled to one side of the face contact unit 110. The filter unit 120 may introduce external air into the face contact unit 110 or may discharge air from the inside of the face contact unit 110 to the outside. A passage can be formed. In this case, the filtering unit 120 may accommodate various devices for purifying the outside air in the process of introducing the outside air and controlling the flow rate of the incoming air. Specifically, the filter 200 and the motor 300 may be disposed in front of the filter unit 120, the differential pressure sensor 400 and the control module 500 may be disposed inside the filter unit 120. . The material constituting the filtration unit 120 is not limited to a specific material, but is preferably made of a plastic material in consideration of portability and durability.

필터(200)는 방진 마스크(1) 내부로 유입되는 외부 공기에 포함된 유해 물질을 걸러낼 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 방진 마스크(1)를 착용한 사용자가 호흡하는 과정에서 공기를 들이마시게 되면 외부 공기가 방진 마스크(1) 내부로 이동하면서 필터(200)를 통과하게 되며, 필터(200)는 외부 공기에 포함된 먼지나 각종 유해한 입자들을 걸러냄으로써 방진 마스크(1) 내부로 정화된 공기를 제공할 수 있다. 필터(200)는 종래에 개시된 다양한 형태의 공기 정화용 필터 중 어느 하나의 형태일 수 있다.The filter 200 may filter out harmful substances contained in the outside air introduced into the dust mask 1. That is, when the user wearing the anti-vibration mask 1 according to the present invention inhales air in the process of breathing, the outside air passes through the filter 200 while moving into the anti-vibration mask 1, and the filter 200. ) Can provide purified air to the dustproof mask 1 by filtering out dust or various harmful particles contained in the outside air. The filter 200 may be any one of various types of air purification filters disclosed in the related art.

모터(300)는 방진 마스크(1)를 착용한 사용자가 공기를 들이마시는 경우, 유입되는 공기의 유량을 조절할 수 있다. 방진 마스크(1)를 착용한 사용자가 공기를 흡입하는 과정에서 필터(200)에 의해 일부 공기가 차단되므로, 호흡 활동에 필요한 공기의 양보다 작아질 수 있다. 이때, 모터(300)가 동작하여 부족한 공기가 추가적으로 흡입되도록 제어함으로써, 사용자의 정상적인 호흡을 보조할 수 있다. 이러한 모터(300)의 출력은 제어 모듈(500)에 의해 설정될 수 있으며, 이와 관련된 구체적인 내용은 후술하기로 한다.When the user wearing the dust mask 1 breathes air, the motor 300 may adjust the flow rate of the introduced air. Since some air is blocked by the filter 200 while the user wearing the dust mask 1 inhales air, the dust mask 1 may be smaller than the amount of air required for the breathing activity. At this time, the motor 300 is operated to control the insufficient air to be additionally sucked, thereby assisting the user's normal breathing. The output of the motor 300 may be set by the control module 500, and the details thereof will be described later.

차압 센서(400)는 여과부(120) 내부에 배치되며, 구체적으로는 필터(200)의 주변 위치에 배치될 수 있다. 차압 센서(400)는 필터(200)의 위치를 기준으로 방진 마스크(1) 내부와 외부의 압력 차이를 측정할 수 있다. 차압 센서(400)는 측정된 압력 차이의 크기값을 제어 모듈(500)로 전달할 수 있다. 이때, 차압 센서(400)는 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 ADC(analogue to digital converter) 값을 전달할 수 있다. The differential pressure sensor 400 may be disposed inside the filtration unit 120, and specifically, may be disposed at a peripheral position of the filter 200. The differential pressure sensor 400 may measure a pressure difference between the inside and the outside of the dustproof mask 1 based on the position of the filter 200. The differential pressure sensor 400 may transmit the magnitude value of the measured pressure difference to the control module 500. In this case, the differential pressure sensor 400 may transmit an analog to digital converter (ADC) value obtained by converting the measured analog signal into a digital signal.

제어 모듈(500)은 본 발명에 따른 방진 마스크(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히, 제어 모듈(500)은 방진 마스크(1)의 사용 상태에 따라 서로 다른 동작 모드로 동작되며, 활성화되는 어느 하나의 동작 모드에 따라 모터(300)의 출력을 실시간으로 가변시킬 수 있다. 이와 관련하여, 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.The control module 500 may control the overall operation of the dust mask 1 according to the present invention. In particular, the control module 500 may be operated in different operation modes according to the use state of the anti-vibration mask 1, and may change the output of the motor 300 in real time according to any one of the activated operation modes. In this regard, it will be described with reference to FIGS. 3 and 4 together.

도 3은 제어 모듈(500)에 의해 동작 모드가 전환되는 구체적인 일 예가 도시된 도면이고, 도 4는 동작 모드에 따라 모터의 출력이 가변되는 일 예가 도시된 도면이다.3 is a diagram illustrating a specific example in which an operation mode is switched by the control module 500, and FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which an output of a motor is changed according to an operation mode.

제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 압력 차에 대한 크기값을 기초로 방진 마스크(1)의 사용 상태를 대기 상태, 호흡 상태, 대화 상태 및 탈착 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.The control module 500 may divide the use state of the anti-vibration mask 1 into any one of a standby state, a breathing state, a conversation state, and a detachment state based on the magnitude value of the pressure difference received from the differential pressure sensor 400.

대기 상태는 사용자가 방진 마스크(1)를 정상적으로 착용하고 있는지 여부를 판단하기 위한 사용 상태로 정의될 수 있다. 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 압력 차에 대한 크기값이 미리 설정된 제1 임계값을 초과하는 것으로 확인되면, 사용자가 방진 마스크(1)를 정상적으로 착용하고 있는 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(500)는 방진 마스크(1)의 전원이 공급된 후, 차압 센서(400)로부터 수신된 크기값(ADC 값이) 제1 임계값으로 설정된 130을 0.5초 이상 지속적으로 초과하는 것으로 확인되면 대기 상태로 판단할 수 있다. 이를 위해, 사용자는 방진 마스크(1)를 착용한 상태에서 필터(200) 부분을 손으로 막은 채로 숨을 쉬는 동작을 수행할 수 있다. 이 상태에서 측정된 크기값이 충분히 크다는 것은 안면 접촉부(110)가 사용자의 안면부에 온전히 부착되고, 사용자가 손으로 막은 부분을 포함한 여과부(120)의 모든 곳에서 공기가 새어나가지 않음을 의미하기 때문에, 제어 모듈(500)은 크기값을 제1 임계값과 비교함으로써 사용자가 방진 마스크(1)를 올바르게 착용했는지 여부를 판단할 수 있다. 후술하겠지만, 제어 모듈(500)은 전원이 켜진 후 대기 상태로 판단되면 제어 모듈(500)의 동작 모드를 대기 모드로 설정할 수 잇다.The standby state may be defined as a use state for determining whether the user wears the dust mask 1 normally. If the control module 500 determines that the magnitude value for the pressure difference received from the differential pressure sensor 400 exceeds the preset first threshold value, the control module 500 determines that the user is wearing the dust mask 1 normally. Can be. For example, the control module 500 continuously supplies 130 of the magnitude value (ADC value) received from the differential pressure sensor 400 to the first threshold value for 0.5 seconds or more after the dust mask 1 is powered on. If it is determined to exceed, it can be determined as a standby state. To this end, the user may perform a breathing operation while blocking the part of the filter 200 by hand while wearing the dust mask 1. The large value measured in this state means that the face contact part 110 is completely attached to the face part of the user, and air does not leak from all parts of the filter part 120 including the part blocked by the user. Therefore, the control module 500 may determine whether the user wears the dust mask 1 correctly by comparing the size value with the first threshold value. As will be described later, the control module 500 may set the operation mode of the control module 500 to the standby mode when it is determined that the standby state after the power is turned on.

호흡 상태는 사용자가 방진 마스크(1)를 착용한 상태에서 일반적인 호흡 활동을 하고 있는 사용 상태로 정의될 수 있다. 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 크기값이 제1 구간 사이에 포함되는 것으로 확인되면, 사용 상태를 호흡 상태로 구분할 수 있다. 제어 모듈(500)은 사용 상태가 호흡 상태인 것으로 구분되면, 제어 모듈(500)의 동작 모드를 호흡 모드로 설정할 수 있다. The respiratory state may be defined as a use state in which the user performs general breathing activity while wearing the dust mask 1. If it is determined that the magnitude value received from the differential pressure sensor 400 is included between the first sections, the control module 500 may classify the use state into a respiratory state. If the control module 500 is classified as being in a breathing state, the control module 500 may set the operation mode of the control module 500 to the breathing mode.

대화 상태는 사용자가 방진 마스크(1)를 착용한 상태에서 대화를 하거나 작업을 하는 등 호흡 상태보다 많은 공기 유입량이 요구되는 사용 상태로 정의될 수 있다. 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 크기값이 제1 구간보다 큰 제2 구간 사이에 포함되는 것으로 확인되면, 사용 상태를 대화 상태로 구분할 수 있다. 제어 모듈(500)은 사용 상태가 대화 상태인 것으로 구분되면, 제어 모듈(500)의 동작 모드를 대화 모드로 설정할 수 있다. The conversation state may be defined as a use state in which a larger amount of air inflow is required than a breathing state such as a conversation or a work while the user wears the dust mask 1. If it is determined that the magnitude value received from the differential pressure sensor 400 is included between the second sections larger than the first section, the control module 500 may divide the use state into the conversation state. The control module 500 may set the operation mode of the control module 500 to the conversation mode when the use state is classified as the conversation state.

탈착 상태는 사용자가 방진 마스크(1)의 사용을 중단하거나 종료하는지를 확인하기 위한 사용 상태로 정의될 수 있다. 사용자가 방진 마스크(1)를 안면부로터 제거하면, 차압 센서(400)로부터 측정되는 방진 마스크(1)의 내부와 외부간의 압력의 차이값은 0이 되므로, 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신되는 크기값을 이용하여 사용자가 방진 마스크(1)의 사용을 중지했는지 여부를 판단하는 것이 가능하다. 구체적으로, 제어 모듈(500)은 수신된 크기값이 상술한 제1 임계값보다 작은 제2 임계값 이하로 소정 시간 이상 지속적으로 측정되는 경우, 사용 상태를 탈착 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(500)은 수신된 크기값이 0Pa에 해당되는 ADC 112(제2 임계값)이하로 10초 이상 지속되면, 사용 상태를 탈착 상태로 판단하고 동작 모드를 대기 모드로 전환시킬 수 있다.The detached state may be defined as a use state for confirming whether the user stops or terminates the use of the dust mask 1. When the user removes the dust mask 1 from the face portion, the difference value of the pressure between the inside and the outside of the dust mask 1 measured from the differential pressure sensor 400 becomes zero, so that the control module 500 includes the differential pressure sensor 400. It is possible to determine whether the user has stopped using the anti-vibration mask 1 by using the magnitude value received from the. In detail, the control module 500 may determine the use state as the detached state when the received size value is continuously measured for a predetermined time or less, which is less than or equal to the second threshold value smaller than the above-described first threshold value. For example, the control module 500 determines that the use state is a detached state and switches the operation mode to the standby mode when the received magnitude value lasts more than 10 seconds below the ADC 112 (second threshold value) corresponding to 0 Pa. You can.

이와 같이, 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 크기값을 기초로 사용 상태를 대기 상태, 호흡 상태, 대화 상태 및 탈착 상태 중 어느 하나의 상태로 구분할 수 있다. As such, the control module 500 may divide the use state into any one of a standby state, a breathing state, a conversation state, and a detachable state based on the magnitude value received from the differential pressure sensor 400.

이후, 제어 모듈(500)은 구분된 상태에 따라 자신의 동작 모드를 설정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 동작 모드는 대기 모드, 호흡 모드 및 대화 모드를 포함할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(500)은 설정된 동작 모드에 따라 모터(300)의 출력을 상이하게 설정할 수 있다.Thereafter, the control module 500 may set its own operation mode according to the divided state. As described above, the operation mode may include a standby mode, a breathing mode, and a conversation mode. The control module 500 may set the output of the motor 300 differently according to the set operation mode.

구체적으로, 제어 모듈(500)은 방진 마스크(1)의 전원이 켜진 후, 대기 상태가 감지되면 정상 착용 중임 확인하고, 대기 모드를 활성화 시켜 방진 마스크(1)의 전반적인 동작이 시작되도록 제어할 수 있다.In detail, the control module 500 may check that the air conditioner is normally worn after the dust mask 1 is turned on, and if the standby state is detected, activate the standby mode to control the overall operation of the dust mask 1 to start. have.

이후, 제어 모듈(500)은 호흡 상태가 감지되면 대기 모드를 호흡 모드로 전환시키고, 대화 상태가 감지되면 대기 모드를 대화 모드로 전환시킬 수 있다. 또한, 제어 모듈(500)은 호흡 모드가 활성화된 이후에 대화 상태가 감지되면 호흡 모드를 대화 모드로 전환시키고, 호흡 모드가 활성화된 이후에 탈착 상태가 감지되면 호흡 모드를 대기 모드로 전환시킬 수 있다. 이와 유사하게, 제어 모듈(500)은 대화 모드가 활성화된 이후에 호흡 상태가 감지되면 대화 모드를 호흡 모드로 전환시키고, 대화 모드가 활성화된 이후에 탈착 상태가 감지되면 대화 모드를 대기 모드로 전환시키며, 대화 상태가 지속적으로 감지되면 대화 모드가 유지되도록 제어할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 크기값에 따라 자신의 동작 모드를 실시간으로 변경하여 설정할 수 있다.Thereafter, the control module 500 may switch the standby mode to the breathing mode when the breathing state is detected, and switch the standby mode to the conversational mode when the conversational state is detected. In addition, the control module 500 may switch the breathing mode to the conversation mode when the conversation state is detected after the breathing mode is activated, and switch the breathing mode to the standby mode if the detachment state is detected after the breathing mode is activated. have. Similarly, the control module 500 switches the conversation mode to the breathing mode if the breathing state is detected after the conversation mode is activated, and switches the conversation mode to the standby mode if the detachment state is detected after the conversation mode is activated. If the conversation status is continuously detected, the conversation mode can be controlled. In this way, the control module 500 may change and set its operation mode in real time according to the magnitude value received from the differential pressure sensor 400.

이 과정에서, 제어 모듈(500)은 활성화된 동작 모드에 따라 모터(300)의 출력을 설정할 수 있다.In this process, the control module 500 may set the output of the motor 300 according to the activated operation mode.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(500)은 대기 모드가 활성화되면 모터(300)의 기본적인 동작 속도를 미리 설정된 최저 출력으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 최저 출력이 모터(300)의 최대 출력(max)의 40%로 설정된 경우, 제어 모듈(500)은 대기 모드가 활성화된 시간 구간 동안 모터(300)의 기본 출력을 40%로 설정할 수 있다.In detail, as shown in FIG. 4, when the standby mode is activated, the control module 500 may set the basic operation speed of the motor 300 to a preset minimum output. For example, if the preset minimum output is set to 40% of the maximum output max of the motor 300, the control module 500 may set the default output of the motor 300 to 40% during the time interval in which the standby mode is activated. Can be set to

제어 모듈(500)은 호흡 모드가 활성화되면 모터(300)의 기본적인 동작 속도를 기본 최저 출력의 50%로 설정할 수 있다. 즉, 미리 정해진 기본 최저 출력이 40%이므로, 제어 모듈(500)은 호흡 모드에서의 기본 출력을 모터(300)의 최대 출력(max)의 20%로 설정할 수 있다. 따라서, 호흡 모드에서의 모터(300)의 기본 출력은 대기 모드에서의 기본 출력보다 낮도록 설정될 수 있다. 하지만, 호흡 모드에서의 모터(300)의 출력이 반드시 20%로 제한되는 것은 아니며, 대기 모드에서의 기본 출력을 기초로 설정되는 것이면 그 수치에는 제한을 두지 않는다.The control module 500 may set the basic operating speed of the motor 300 to 50% of the basic minimum output when the breathing mode is activated. That is, since the predetermined basic minimum output is 40%, the control module 500 may set the basic output in the respiration mode to 20% of the maximum output max of the motor 300. Therefore, the basic output of the motor 300 in the respiration mode may be set to be lower than the basic output in the standby mode. However, the output of the motor 300 in the respiration mode is not necessarily limited to 20%, and the value is not limited if it is set based on the basic output in the standby mode.

또한, 제어 모듈(500)은 대화 모드가 활성화되면 모터(300)의 기본 출력을 최대 출력(max)에 비례하여 설정할 수 있다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 제어 모듈(500)은 대화 모드가 활성화된 시간 구간 동안 모터(300)의 기본 출력을 최대 출력(max)의 50%로 설정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용자가 대화를 하게 되면 평소보다 공기를 자주 흡입하기 때문에 더욱 많은 양의 공기가 유입될 필요가 있으며, 제어 모듈(500)은 모터의 기본 출력을 최대 출력의 50%로 설정함으로써 모터(300)가 최대 출력까지 도달하는 시간을 단축시킬 수 있다. In addition, when the conversation mode is activated, the control module 500 may set the basic output of the motor 300 in proportion to the maximum output max. For example, as illustrated, the control module 500 may set the basic output of the motor 300 to 50% of the maximum output max during the time interval in which the conversation mode is activated. As described above, when a user talks, air is sucked more frequently than usual, so a larger amount of air needs to be introduced, and the control module 500 sets the basic output of the motor to 50% of the maximum output. The time for the motor 300 to reach the maximum output can be shortened.

종합하면, 제어 모듈(500)은 호흡 모드에서의 모터(300)의 기본 출력은 대기 모드의 모터(300)의 기본 출력에 따라 설정하고, 대화 모드에서의 모터(300)의 기본 출력은 모터(300)의 최대 출력(max)에 따라 설정할 수 있다. In sum, the control module 500 sets the basic output of the motor 300 in the respiration mode according to the basic output of the motor 300 in the standby mode, and the basic output of the motor 300 in the interactive mode is the motor ( 300 can be set according to the maximum output max.

한편, 제어 모듈(500)은 각 동작 모드에서 모터(300)가 최대 출력으로 작동하는 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 수신된 크기값을 이용하여 주기적으로 사용자의 평균 공기 흡입량을 측정하고, 측정된 평균 공기 흡입량과 실시간으로 측정되는 크기값에 따른 실시간 흡입량을 비교하여 모터(300)의 최대 동작 시점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(500)은 실시간 흡입량이 평균 공기 흡입량의 80% 이상으로 감지되면, 모터(300)가 최대 출력(max)으로 작동되도록 제어할 수 있다. On the other hand, the control module 500 may determine the time when the motor 300 operates at the maximum output in each operation mode. Specifically, the control module 500 periodically measures the average air intake amount of the user using the size value received from the differential pressure sensor 400, and the real-time intake amount according to the measured average air intake amount and the size value measured in real time. In comparison, a maximum operation time of the motor 300 may be determined. For example, the control module 500 may control the motor 300 to operate at the maximum output max when the real-time suction amount is detected as 80% or more of the average air suction amount.

이와 같은 방법으로, 제어 모듈(500)은 차압 센서(400)로부터 측정된 크기값에 따라 동작 모드를 실시간으로 설정하고, 설정된 동작 모드에 따라 모터(300)의 최대 출력 또는 기본 출력을 설정할 수 있다.In this way, the control module 500 may set the operation mode in real time according to the magnitude value measured from the differential pressure sensor 400 and set the maximum output or the basic output of the motor 300 according to the set operation mode. .

이 외에도, 본 발명에 따른 방진 마스크(1)는 통신 모듈(600) 및 배터리 모듈(700)을 더 포함할 수 있다.In addition, the dust mask 1 according to the present invention may further include a communication module 600 and a battery module 700.

통신 모듈(600)은 사용자가 소지한 사용자 단말과 근거리 무선 통신을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 통신 모듈(600)은 잔여 배터리량, 모터(300)의 현재 출력 등과 같은 방진 마스크(1)의 작동 상태를 확인할 수 있는 다양 정보를 사용자 단말로 전송할 수 있다. 또한, 통신 모듈(600)은 사용자 단말로부터 제어 신호 또는 환경정보를 수신할 수 있다.The communication module 600 may transmit / receive data with a user terminal possessed by a user using short-range wireless communication. The communication module 600 may transmit various information for checking the operation state of the dust mask 1 such as the remaining battery amount and the current output of the motor 300 to the user terminal. In addition, the communication module 600 may receive a control signal or environment information from the user terminal.

이 과정에서, 제어 모듈(500)은 통신 모듈(600)을 통해 사용자 단말로부터 수신된 제어 신호를 기초로 현재 활성화된 동작 모드와 관계없이 모터(300)의 기본 출력을 설정할 수 있다. 즉, 사용자는 사용자 단말을 이용하여 제어 모듈(500)에 의해 자동으로 설정되는 모터(300)의 출력 대신 자신이 설정한 설정값에 따라 모터(300)의 출력을 설정할 수 있다.In this process, the control module 500 may set the basic output of the motor 300 based on the control signal received from the user terminal through the communication module 600 regardless of the currently activated operation mode. That is, the user may set the output of the motor 300 according to a setting value set by the user instead of the output of the motor 300 which is automatically set by the control module 500 using the user terminal.

또한, 제어 모듈(500)은 사용자 단말로부터 수신되는 환경정보를 분석하여 모터의 최소 출력을 설정할 수 있다.In addition, the control module 500 may set the minimum output of the motor by analyzing the environmental information received from the user terminal.

구체적인 일 예로, 제어 모듈(500)은 사용자 단말로부터 수신된 환경 정보를 분석하여 현재 방진 마스크(1)가 위치한 지역의 공기의 오염도가 미리 설정된 기준치 이상인 것으로 판단되면, 모터(300)의 최소 출력을 제1 출력값(예컨대 60%)으로 설정할 수 있다. 따라서, 오염이 심한 곳에서는 모터의 최저 출력이 60%로 자동 설정되어 모터(300)의 출력이 100%까지 도달하는 시간을 단축시킬 수 있다. 반면, 제어 모듈(500)은 공기의 오염도가 기준치 이하인 것으로 확인되어 오염이 없는 지역에 위치한 것으로 판단되면, 모터(300)의 최저속도를 20% 이하로 설정할 수 있다. 따라서, 모터(300) 동작에 따른 배터리 소모량이 감소되어 방진 마스크(1)의 사용 시간을 늘릴 수 있는 효과를 가질 수 있다.As a specific example, the control module 500 analyzes the environmental information received from the user terminal, and if it is determined that the pollution degree of the air in the area where the dust mask 1 is currently located is greater than or equal to a preset reference value, the minimum output of the motor 300 is determined. It can be set to a first output value (eg 60%). Therefore, where the pollution is severe, the minimum output of the motor is automatically set to 60%, thereby reducing the time for the output of the motor 300 to reach 100%. On the other hand, if it is determined that the pollution degree of the air is less than or equal to the reference value and determined to be located in an area without pollution, the control module 500 may set the minimum speed of the motor 300 to 20% or less. Therefore, battery consumption due to the operation of the motor 300 is reduced, which may have an effect of increasing the use time of the anti-vibration mask 1.

배터리 모듈(700)은 본 발명에 따른 방진 마스크(1)의 동작을 위한 전원을 공급할 수 있다. 배터리 모듈(700)은 충전이 가능하고 경량화된 리튬 폴리머 배터리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용환경에 따라 다양한 배터리로 대체될 수도 있다.The battery module 700 may supply power for the operation of the dust mask 1 according to the present invention. The battery module 700 may be a rechargeable lithium polymer battery that can be charged, but is not limited thereto. The battery module 700 may be replaced with various batteries according to a usage environment.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

1: 차압 센서가 구비된 전동식 방진 마스크
100: 마스크 본체
110: 안면 접촉부
120: 여과부
200: 필터
300: 모터
400: 차압 센서
500: 제어 모듈
600: 통신 모듈
700: 배터리 모듈1: Electric Dust Mask with Differential Pressure Sensor
100: mask body
110: face contact
120: filtration unit
200: filter
300: motor
400: differential pressure sensor
500: control module
600: communication module
700: battery module

Claims

Mask body;
A filter formed in the mask body;
A motor controlling a flow rate of air introduced through the filter;
A differential pressure sensor for measuring a pressure change inside the mask body; And
And a control module configured to set an operation mode based on the magnitude value of the pressure difference measured from the differential pressure sensor, and dynamically vary the maximum or minimum output of the motor according to the set operation mode. Electric dust mask.

The method of claim 1,
The operating mode includes a standby mode and a breathing mode,
The control module,
After the power is supplied, if the magnitude value of the pressure difference is measured to be greater than or equal to a predetermined first threshold value for a predetermined time, the standby mode in which the motor is operated at the minimum output is activated, and the pressure difference after the standby mode is activated When it is determined that the size value of is included in the first section, it is determined that the breathing state to activate the breathing mode, or after the standby mode is activated in the second section where the magnitude value of the pressure difference is greater than the first section If it is determined to be included, it is determined to be in a conversation state and the conversation mode is activated, or after the standby mode is activated, the pressure difference lasts for a predetermined time while the magnitude value of the pressure difference is less than or equal to the second threshold value smaller than the first threshold value. When the standby mode is activated,
And the first section and the second section are set as a section between the first threshold value and the second threshold value.

The method of claim 2,
The control module,
Depending on the type of the active mode of operation, the basic output of the motor is different from each other,
When the breathing mode is activated, the basic output of the motor in the breathing mode is set according to the basic output of the motor set in the standby mode.When the conversational mode is activated, the motor in the conversational mode is set according to the maximum output of the motor. Electric dust mask with differential pressure sensor to set the basic output.

The method of claim 3,
The control module,
The differential pressure sensor is provided to measure an average amount of air inhaled through the filter during the period set to the respiration mode or the conversation mode, and to set a time point at which the motor operates at maximum output according to the average amount of air intake periodically measured. Electric dust mask.

The method of claim 1,
Further comprising a communication module for communicating with the user terminal,
The control module,
Analyzing the pollution degree of the atmospheric information received from the user terminal through the communication module, if the pollution degree is determined to be more than a predetermined reference value, the minimum output of the motor is set to the first output value, and the pollution degree is determined to be less than the reference value And setting the minimum output of the motor to a second output value smaller than the first output value.