TWI842018B - 室內空污檢測、定位與清零系統 - Google Patents

室內空污檢測、定位與清零系統 Download PDF

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Abstract

一種室內空污檢測、定位與清零系統，其中在一室內空間內廣設至少一個葉片式風機，提供一空氣流，隨時吸入氣體，而隨時採集氣體中一空污，並利用該空氣流將該空污送至至少一個物理性的第一裝置或化學性的第一裝置，來檢測確定該空污的性質、濃度與位置；透過一無線網路與人工智能運算來調動最接近至少一該空污位置的一風機，產生指向氣流，將至少一該空污送至通過至少一個物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置予以消滅清除。

Description

室內空污檢測、定位與清零系統
本發明係有關一種室內空污檢測、定位與清零系統，特別是指適用於一室內之空間構成定位空污-引流空污-清零空污之系統。
由於人們對於生活周遭的空氣品質愈來愈重視，懸浮粒子(particulate matter，PM)例如PM1、PM2.5、PM10、二氧化碳、總揮發性有機物(Total Volatile Organic Compound，TVOC)、甲醛...等氣體，甚至於氣體中含有的微粒、氣溶膠、細菌、病毒...等，都會在環境中暴露影響人體健康，嚴重的甚至危害到生命。
而室內空氣品質並不容易掌握，除了室外空氣品質之外，室內的空調狀況、污染源皆是影響室內空氣品質的主要因素，特別是室內空氣不流通造成的粉塵。為了快速改善室內的空氣環境達到良好的空氣品質狀態，人們多會利用空調機或空氣濾清器等裝置來達到改善室內空氣品質之目的。
為此，如何能智能快速偵測到室內空氣污染源，有效清除室內空污形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態，並可隨時隨地即時監測室內空氣品質，當室內空氣品質不良時快速淨化室內空氣，以及如何在室內之空間智能產生氣體對流，快速偵測及找出空污之區域位置，並搭配有效控制複數個物理性或化學性的過濾裝置或生物性的過濾裝置實施智能氣體對流加速空污指向，以過濾清除室內空污源，使室內空污構成定位空污-引 流空污-清零空污，達成潔淨可供安全呼吸之氣體狀態，係乃為本發明所研發的主要課題。
本發明係為一種室內空污檢測、定位與清零系統，由於室內之空污隨時發生且隨時移動，因此必須透過廣設複數個物理性或化學性的氣體偵測裝置來確定空污的性質與濃度與位置，並採用有線與無線聯網透過雲端裝置實施各種數學運算以及人工智能運算確定該空污位置後，且智能選擇調動最接近該空污位置之區域的物理性或化學性或生物性的過濾裝置，產生氣流，將空污快速的引流到至少一個的物理性或化學性或生物性的過濾裝置過濾空污清零，使室內空污構成定位空污-引流空污-清零空污，達成潔淨可安全呼吸之氣體狀態。
為達上述目的，提供一種室內空污檢測、定位與清零系統，其中在一室內空間內廣設至少一個葉片式風機，提供一空氣流，隨時吸入氣體，而隨時採集氣體中一空污，並利用該空氣流將該空污送至至少一個物理性的第一裝置或化學性的第一裝置，來檢測確定該空污的性質、濃度與位置；透過一無線網路與人工智能運算來調動最接近至少一該空污位置的一風機，產生指向氣流，將至少一該空污送至通過至少一個物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置予以消滅清除。
A:氣體偵測裝置
B:過濾裝置
B1:新風機
B2:清淨機
B3:排風機
B4:抽油煙機
B5:電風扇
C:葉片式風機
D:智慧型手機
E:雲端裝置
1:風機
2:過濾元件
2a:高效濾網
21:分解層
21a:活性碳
21b:二氧化氯之潔淨因子
21c:銀杏及日本鹽膚木的草本加護層
21d:銀離子
21e:沸石
22:光照射
22a:光觸媒
22b:紫外線燈
22c:奈米光管
23:分解單元
23a:負離子單元
23b:電漿離子單元
3:氣體偵測裝置
31:控制電路板
32:氣體偵測主體
321:基座
3211:第一表面
3212:第二表面
3213:雷射設置區
3214:進氣溝槽
3214a:進氣通口
3214b:透光窗口
3215:導氣組件承載區
3215a:通氣孔
3215b:定位凸塊
3216:出氣溝槽
3216a:出氣通口
3216b:第一區間
3216c:第二區間
322:壓電致動器
3221:噴氣孔片
3221a:懸浮片
3221b:中空孔洞
3221c:空隙
3222:腔體框架
3223:致動體
3223a:壓電載板
3223b:調整共振板
3223c:壓電板
3223d:壓電接腳
3224:絕緣框架
3225:導電框架
3225a:導電接腳
3225b:導電電極
3226:共振腔室
3227:氣流腔室
323:驅動電路板
324:雷射組件
325:微粒傳感器
326:外蓋
3261:側板
3261a:進氣框口
3261b:出氣框口
327:氣體傳感器
33:微處理器
34:通信器
第1圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統於室內空間使用狀態示意圖。
第2圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統於物理性的第一裝置或化學性的第一裝置之氣體偵測裝置與葉片式風機組配關係示意圖。
第3A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之風機與物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置之過濾元件的組配關係示意圖。
第3B圖為本發明物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置之過濾元件示意圖。
第4A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置立體組合示意圖。
第4B圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測主體立體組合示意圖(一)。
第4C圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測主體立體組合示意圖(二)。
第4D圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置立體分解示意圖。
第5A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之基座立體示意圖(一)。
第5B圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之基座立體示意圖(二)。
第6圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之基座立體示意圖(三)。
第7A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器與基座分解之立體示意圖。
第7B圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器與基座組合之立體示意圖。
第8A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器之立體分解示意圖(一)。
第8B圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器之立體分解示意圖(二)。
第9A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器之剖視作動示意圖(一)。
第9B圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器之剖視作動示意圖(二)。
第9C圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置之壓電致動器之剖視作動示意圖(三)。
第10A圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測主體組合剖視圖(一)。
第10B圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測主體組合剖視圖(二)。
第10C圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測主體組合剖視圖(三)。
第11圖為本發明室內空污檢測、定位與清零系統之氣體偵測裝置傳輸示意圖。
體現本發明特徵與優點的實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本發明。
請參閱第1圖及第2圖，本發明係為一種室內空污檢測、定位與清零系統，包含在室內空間內廣設之至少一個葉片式風機C，提供空氣流，隨時吸入氣體，而隨時採集氣體中空污，並利用空氣流將空污送至室內空間中之至少一個物理性的第一裝置或化學性的第一裝置，來檢測確定空污的性質、濃度與位置。此外，值得注意的是，葉片式風機C為一軸流式之風扇或一渦流式之風扇或包含一電動馬達及葉片之葉片式風機C。另外，值得注意的是，物理性的第一裝置或化學性的第一裝置係為一氣體偵測裝置A，但不以此為限，具有偵測氣體粒子、特性、濃度的偵測裝置皆屬本案氣體偵測裝置A的延伸實施例。
請參閱第1圖及第3A圖，透過無線網路與人工智能運算來調動室內空間中最接近至少一空污位置的風機1，產生指向氣流，將至少一空污送至通過室內空間中之至少一個物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置予以消滅清除。值得注意的是，物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置係為一過濾元件2。
無線網路與人工智能運算，是指氣體偵測裝置A為透過無線聯網的雲端裝置E連結分析所偵測空污數據，雲端裝置E實施智能(AI)運算及大數據比對，供以找出在室內之空污位置之區域，並能智能選擇發出控制指令透過無線聯網傳輸給風機1或其他所有之物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置予以驅動，讓在室內之空污實施過濾清零效應形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態。
空污的性質、濃度與位置是指透過至少一個氣體偵測裝置A所偵測確定一空污數據，而無線網路與人工智能運算是指為採用一無線聯網連結一雲端裝置E，而雲端裝置E將接收及比對至少一個物理性的第一裝置或化學性的第一裝置所偵測在室內之空污數據，並智能運算該空污數 據而確定空污的性質與濃度，以及智能運算空污數據中最高者，而判斷選擇找出為在室內之空污位置，以及智能選擇發出一控制指令調動給最接近空污位置的一風機1或其他物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置啟動後，再智能選擇發出控制指令給其餘之風機1或其他物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置啟動，產生指向之氣流，促使氣流加速空污移動指向至空污位置之風機1或其他物理性的第二裝置與化學性的第二裝置或生物性的第二裝置實施過濾清除，讓在室內之空污實施過濾清零效應形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態。
至少一個氣體偵測裝置A透過一智慧型手機D與雲端裝置E連結，利用智慧型手機D接收至少一個氣體偵測裝置A所偵測在室內之空污數據，再利用智慧型手機D之一應用程式傳輸給雲端裝置E將接收及比對至少一個氣體偵測裝置A所偵測在室內之至少一個空污數據，透過人工智能確定至少一個空污位置，並智能選擇發出控制指令通訊傳輸調動最接近至少一空污位置的風機1予以驅動，產生指向氣流，將至少一空污送至通過至少一個物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置實施過濾清除。
值得注意的是，以本案實施例中，物理性的過濾裝置B或化學性的過濾裝置B或生物性的過濾裝置B可以為新風機B1、清淨機B2、排風機B3、抽油煙機B4或電風扇B5，但不以此為限，風機1或是物理性的過濾裝置B或化學性的過濾裝置B或生物性的過濾裝置B的種類或數量不以單一個為限制，即，可以有一台以上的風機1或過濾裝置B。
請參閱第1圖，值得注意的是，例如污染源在清淨機B2周邊，靠近清淨機B2之第一裝置之氣體偵測裝置A透過葉片式風機C導流的空氣中偵 測出相較於其他裝置(如新風機B1、排風機B3、抽油煙機B4、電風扇B5)的氣體偵測裝置A具有較高的空污濃度，並確認了空污的性質、濃度、位置，雲端裝置E智能選擇發送控制指令給靠近清淨機B2的風機1啟動後，再發送控制指令給其他(如新風機B1、排風機B3、抽油煙機B4、電風扇B5)的風機1啟動，隨著風機1的啟動，空污會在過濾元件2實施物理性或化學性或生物性的過濾清除。
此外，例如污染源在電風扇B5周邊，靠近電風扇B5之第一裝置之氣體偵測裝置A透過葉片式風機C導流的空氣中偵測出相較於其他裝置(如新風機B1、清淨機B2、排風機B3、抽油煙機B4)的氣體偵測裝置A具有較高的空污濃度，並確認了空污的性質、濃度、位置，透過智慧型手機D接收氣體偵測裝置A所偵測在室內的空污數據，利用智慧型手機D的應用程式傳輸給雲端裝置E，雲端裝置E接收及比對氣體偵測裝置A所偵測的空污數據，透過人工智慧確定空污位置後，雲端裝置E智能選擇發送控制指令給靠近電風扇B5的風機1啟動後，再發送控制指令給其他(如新風機B1、清淨機B2、排風機B3、抽油煙機B4)的風機1啟動，隨著風機1的啟動，空污會在過濾元件2實施物理性或化學性或生物性的過濾清除。
值得注意的是，上述之空污是指懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、鉛、總揮發性有機物、甲醛、細菌、真菌、病毒之其中之一或其組合。
再請參閱第2圖及第3A圖，物理性的第一裝置或化學性的第一裝置為一氣體偵測裝置A，物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性第二裝置為一過濾裝置B，以下為省略說明物理性的第一裝置或化學性的第一裝置，皆以氣體偵測裝置A來說明，以及省略說明物理性的第二裝置 或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置，皆以過濾裝置B來說明。複數個氣體偵測裝置A是設置在室內偵測空污的性質與濃度，且每一氣體偵測裝置A偵測提供空污數據輸出，並能實施各種數學運算以及人工智能運算確定空污位置，而數學運算以及人工智能運算為透過雲端裝置E連結複數個氣體偵測裝置A所偵測空污數據輸出，實施智能(AI)運算及大數據比對，供以找出在室內之空污位置之區域，並能智能選擇發出控制指令透過有線傳輸或無線傳輸給風機1或其他物理性的過濾裝置B或化學性的過濾裝置B或生物性的過濾裝置B予以驅動。也就是說，每一氣體偵測裝置A所偵測提供之空污數據透過智能運算比較出空污數據值的高低，進而推算出空污位置之區域，並發出控制指令透過通訊傳輸給風機1或其他物理性的過濾裝置B或化學性的過濾裝置B或生物性的過濾裝置B予以驅動。每一個物理性的過濾裝置B或化學性的過濾裝置B或生物性的過濾裝置包含至少一過濾元件2，而風機1具有抽氣或送氣雙向輸送氣體的功能，並且以氣流路徑(箭頭所示方向)風機1可設置於過濾元件2前側，風機1也可設置於過濾元件2後側，風機1亦可設置於過濾元件2前側與後側(如第3A圖所示)，風機1可視實際需求設計加以調整。
值得注意的是，該無線網路與人工智能運算是指為採用一無線聯網連結一雲端裝置E，而雲端裝置E將接收及比對至少一個該氣體偵測裝置A所偵測在該室內之至少一個該空污數據，透過人工智能確定至少一個該空污位置，並智能選擇發出一控制指令通訊傳輸調動最接近至少一該空污位置的風機1予以驅動，產生指向氣流，將至少一該空污送至通過至少一個物理性的第二裝置B或化學性的第二裝置B或生物性的第二裝置B予以消滅清除。
當然，上述之多個氣體偵測裝置A透過一智慧型手機D與雲端裝置E連結，利用智慧型手機D接收多個氣體偵測裝置所偵測在該室內之該空污數據，再利用智慧型手機D之應用程式(APP)傳輸給雲端裝置E將接收及比對至少一個該氣體偵測裝置A所偵測在該室內之至少一個該空污數據，透過人工智能確定至少一個該空污位置，並智能選擇發出一控制指令通訊傳輸調動最接近至少一該空污位置的風機1予以驅動，產生指向氣流，將至少一該空污送至通過至少一個物理性的第二裝置B或化學性的第二裝置B或生物性的第二裝置B予以消滅清除。
值得注意的是，空污實施過濾清零是指將空污過濾到一空污安全偵測值，甚至將空污清除到沒有污染或為零形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態。上述之空污安全偵測值包含懸浮微粒2.5(PM2.5)之濃度小於10μg/m3、二氧化碳(CO2)之濃度小於1000ppm、總揮發性有機物(TVOC)之濃度小於0.56ppm、甲醛(HCHO)之濃度小於0.08ppm、細菌數量小於1500CFU/m3、真菌數量小於1000CFU/m3、二氧化硫之濃度小於0.075ppm、二氧化氮之濃度小於0.1ppm、一氧化碳之濃度小於9ppm、臭氧之濃度小於0.06ppm、鉛之濃度小於0.15μg/m3。
值得注意的是，請參閱第3B圖，上述物理性的過濾裝置B之過濾元件2為過濾網阻擋吸附之物理方式清除，過濾網為高效濾網2a，吸附空污中所含之化學煙霧、細菌、塵埃微粒及花粉，使導入空污，達到過濾淨化之效果。化學性的過濾裝置B之過濾元件2上透過塗佈分解層21之化學方式清除，分解層21為活性碳21a，去除空污中有機與無機物，並去除有色與臭味物質；分解層21亦可為二氧化氯之潔淨因子21b，抑制空污中病毒、細菌、真菌、A型流感病毒、B型流感病毒、腸病毒、諾羅病毒之抑制率達99%以上，幫助減少病毒交互傳染；分解層21也可為銀杏 及日本鹽膚木的草本加護層21c，有效抗敏及破壞通過流感病毒(例如：H1N1)的表面蛋白；分解層21亦可為銀離子21d，抑制所導入空污中病毒、細菌、真菌；分解層21也可為沸石21e，去除氨氮、重金屬、有機污染物、大腸桿菌、苯酚、氯仿和陰離子表面活性劑；化學性的過濾裝置B之過濾元件2搭配分解單元23之化學方式清除，分解單元23為負離子單元23a，使所導入空污所含微粒帶正電荷附著在帶負電荷的集塵板上，達到對導入的空污進行過濾淨化之效果；分解單元23為電漿離子單元23b，透過電漿離子使得空污中所含氧分子與水分子電離生成陽離子(H+)和陰離子(O2-)，且離子周圍附著有水分子的物質附著在病毒和細菌的表面之後，在化學反應的作用下，會轉化成強氧化性的活性氧(羥，OH基)，從而奪走病毒和細菌表面蛋白質的氫，將其氧化分解，以達到過濾導入之空污進行過濾淨化之效果。生物性的過濾裝置B之過濾元件2搭配光照射22之生物方式清除，光照射22為光觸媒22a及紫外線燈22b之光觸媒單元，當光觸媒22a透過紫外線燈22b照射，得以將光能轉化成電能，分解空污中的有害物質並進行消毒殺菌，以達到過濾及淨化之效果；光照射22為奈米光管22c之光等離子單元，透過奈米光管22c照射所導入空污，使空污中的氧分子及水分子分解成具高氧化性光等離子，形成具有破壞有機分子的離子氣流，將空污中含有揮發性甲醛、甲苯、揮發性有機氣體(Volatile Organic Compounds,VOC)等氣體分子分解成水和二氧化碳，達到過濾及淨化之效果。
為進一步說明本發明，以下就本發明氣體偵測裝置A之結構詳細說明如下。
請參閱第4A圖至第11圖所示，本發明氣體偵測裝置A以下就以符號3代表說明，氣體偵測裝置3包含有：一控制電路板31、一氣體偵測主體32、 一微處理器33及一通信器34。其中，氣體偵測主體32、微處理器33及通信器34封裝於控制電路板31形成一體且彼此電性連接。而微處理器33及通信器34設置於控制電路板31上，且微處理器33控制氣體偵測主體32之驅動訊號而啟動偵測運作，如此氣體偵測主體32偵測該空污而輸出一偵測訊號，且微處理器33接收該偵測訊號而運算處理輸出形成該空污數據，提供給通信器34對外通信無線傳輸給連接裝置。其中，無線傳輸為一Wi-Fi模組、一藍芽模組、一無線射頻辨識模組、一近場通訊模組其中之一。
請參閱第4A圖至第9A圖所示，上述氣體偵測主體32包含一基座321、一壓電致動器322、一驅動電路板323，一雷射組件324、一微粒傳感器325及一外蓋326。其中基座321具有一第一表面3211、一第二表面3212、一雷射設置區3213、一進氣溝槽3214、一導氣組件承載區3215及一出氣溝槽3216。其中第一表面3211與第二表面3212為相對設置之兩個表面。雷射組件324自第一表面3211朝向第二表面3212挖空形成。另，外蓋326罩蓋基座321，並具有一側板3261，側板3261具有一進氣框口3261a與一出氣框口3261b。而進氣溝槽3214自第二表面3212凹陷形成，且鄰近雷射設置區3213。進氣溝槽3214設有一進氣通口3214a，連通於基座321的外部，並與外蓋326的進氣框口3261a對應，以及進氣溝槽3214兩側壁具貫穿之透光窗口3214b，而與雷射設置區3213連通。因此，基座321的第一表面3211被外蓋326封蓋，第二表面3212被驅動電路板323封蓋，致使進氣溝槽3214定義出一進氣路徑。
其中，導氣組件承載區3215係由第二表面3212凹陷形成，並連通進氣溝槽3214，且於底面貫通一通氣孔3215a，以及導氣組件承載區3215之四個角分別具有一定位凸塊3215b。而上述之出氣溝槽3216設有一出氣通 口3216a，出氣通口3216a與外蓋326的出氣框口3261b對應設置。出氣溝槽3216包含有第一表面3211對於導氣組件承載區3215的垂直投影區域凹陷形成的一第一區間3216b，以及於導氣組件承載區3215的垂直投影區所延伸的區域，且由第一表面3211至第二表面3212挖空形成的第二區間3216c，其中第一區間3216b與第二區間3216c相連以形成段差，且出氣溝槽3216的第一區間3216b與導氣組件承載區3215的通氣孔3215a相通，出氣溝槽3216的第二區間3216c與出氣通口3216a相通。因此，當基座321的第一表面3211被外蓋326封蓋，第二表面3212被驅動電路板323封蓋時，出氣溝槽3216與驅動電路板323共同定義出一出氣路徑。
上述的雷射組件324及微粒傳感器325皆設置於驅動電路板323上，且位於基座321內，為了明確說明雷射組件324及微粒傳感器325與基座321之位置，故特意省略驅動電路板323，其中雷射組件324容設於基座321的雷射設置區3213內，微粒傳感器325容設於基座321的進氣溝槽3214內，並與雷射組件324對齊。此外，雷射組件324對應到透光窗口3214b，透光窗口3214b供雷射組件324所發射的雷射光穿過，使雷射光照射至進氣溝槽3214。雷射組件324所發出的光束路徑為穿過透光窗口3214b且與進氣溝槽3214形成正交方向。雷射組件324發射光束通過透光窗口3214b進入進氣溝槽3214內，進氣溝槽3214內的氣體中被照射，當光束接觸到氣體時會散射並產生投射光點，使位於該正交方向位置微粒傳感器325接收散射所產生的投射光點進行計算，以獲取氣體的偵測數據。另，氣體傳感器327定位設置於驅動電路板323上與其電性連接，且容設於出氣溝槽3216中，供以對導入出氣溝槽3216之空污做偵測，於本發明一較佳實施例中，氣體傳感器327係為一揮發性有機物傳感器，偵測二氧化碳或總揮發性有機物氣體資訊；或為一甲醛傳感器，偵測甲醛 氣體資訊；或為一細菌傳感器，偵測細菌、真菌資訊；或為一病毒傳感器，偵測病毒氣體資訊。
上述之壓電致動器322容設於基座321之正方形的導氣組件承載區3215。此外，導氣組件承載區3215與進氣溝槽3214相通，當壓電致動器322作動時，汲取進氣溝槽3214內的氣體進入壓電致動器322，並供氣體通過導氣組件承載區3215的通氣孔3215a，進入出氣溝槽3216。以及，上述的驅動電路板323封蓋於基座321的第二表面3212。雷射組件324設置於驅動電路板323並呈電性連接。微粒傳感器325亦設置於驅動電路板323並呈電性連接。當外蓋326罩於基座321時，進氣框口3261a對應到基座321之進氣通口3214a，出氣框口3261b對應到基座321之出氣通口3216a。
上述壓電致動器322包含一噴氣孔片3221、一腔體框架3222、一致動體3223、一絕緣框架3224及一導電框架3225。其中，噴氣孔片3221為一可繞性材質並具有一懸浮片3221a、一中空孔洞3221b，懸浮片3221a為一彎曲振動之片狀結構，其形狀與尺寸對應導氣組件承載區3215之內緣，而中空孔洞3221b則貫穿懸浮片3221a之中心處，供氣體流通。於本發明較佳實施例中，懸浮片3221a之形狀可為方形、圖形、橢圓形、三角形及多角形其中之一。
上述腔體框架3222疊設於噴氣孔片3221上，且其外觀與噴氣孔片3221對應。致動體3223疊設於腔體框架3222上，並與腔體框架3222、懸浮片3221a之間定義出一共振腔室3226。絕緣框架3224疊設於致動體3223上，其外觀與腔體框架3222近似。導電框架3225疊設於絕緣框架3224上，其外觀與絕緣框架3224近似，且導電框架3225具有一導電接腳3225a及一導電電極3225b，導電接腳3225a自導電框架3225外緣向外延 伸，且導電電極3225b自導電框架3225內緣向內延伸。此外，致動體3223更包含一壓電載板3223a、一調整共振板3223b及一壓電板3223c。其中，壓電載板3223a疊設於腔體框架3222。調整共振板3223b疊設於壓電載板3223a上。壓電板3223c疊設於調整共振板3223b上。而調整共振板3223b及壓電板3223c則容設於絕緣框架3224內。並由導電框架3225之導電電極3225b電連接壓電板3223c。其中，於本發明較佳實施例中，壓電載板3223a與調整共振板3223b皆為導電材料。壓電載板3223a具有一壓電接腳3223d，且壓電接腳3223d與導電接腳3225a連接驅動電路板323上的驅動電路(圖未示)，以接收驅動訊號(可為驅動頻率及驅動電壓)，因此壓電接腳3223d、壓電載板3223a、調整共振板3223b、壓電板3223c、導電電極3225b、導電框架3225及導電接腳3225a形成一迴路以傳輸驅動訊號，並由絕緣框架3224將導電框架3225與致動體3223之間阻隔，避免發生短路現象，使驅動訊號得以傳送至壓電板3223c。壓電板3223c接受驅動訊號後，因壓電效應產生形變，進一步驅動壓電載板3223a及調整共振板3223b產生往復式地彎曲振動。
進一步說明，調整共振板3223b位於壓電板3223c與壓電載板3223a之間，作為兩者間的緩衝物，可調整壓電載板3223a的振動頻率。基本上，調整共振板3223b的厚度大於壓電載板3223a，藉由改變調整共振板3223b的厚度調整致動體3223的振動頻率。
請配合參閱第8A圖、第8B圖及第9A圖所示，噴氣孔片3221、腔體框架3222、致動體3223、絕緣框架3224及導電框架3225係依序堆疊設置並定位於導氣組件承載區3215內，促使壓電致動器322定位於導氣組件承載區3215內，壓電致動器322在懸浮片3221a及導氣組件承載區3215的內緣之間定義出一空隙3221c，供氣體流通。上述之噴氣孔片3221與導氣 組件承載區3215之底面間形成一氣流腔室3227。氣流腔室3227透過噴氣孔片3221之中空孔洞3221b連通致動體3223、腔體框架3222及懸浮片3221a之間的共振腔室3226，透過共振腔室3226中氣體的振動頻率，使其與懸浮片3221a之振動頻率趨近於相同，可使共振腔室3226與懸浮片3221a產生亥姆霍茲共振效應(Helmholtz resonance)，提高氣體的傳輸效率。當壓電板3223c向遠離導氣組件承載區3215之底面移動時，壓電板3223c帶動噴氣孔片3221之懸浮片3221a以遠離導氣組件承載區3215之底面方向移動，使氣流腔室3227之容積急遽擴張，內部壓力下降產生負壓，吸引壓電致動器322外部的氣體由空隙3221c流入，並經由中空孔洞3221b進入共振腔室3226，增加共振腔室3226內的氣壓進而產生一壓力梯度。當壓電板3223c帶動噴氣孔片3221之懸浮片3221a朝向導氣組件承載區3215之底面移動時，共振腔室3226中的氣體經中空孔洞3221b快速流出，擠壓氣流腔室3227內的氣體，並使匯聚後的氣體以接近白努利定律之理想氣體狀態快速且大量地噴出導入導氣組件承載區3215的通氣孔3215a。
透過重覆第9B圖與第9C圖所示的動作，壓電板3223c進行往復式地振動，依據慣性原理，排氣後的共振腔室3226內部氣壓低於平衡氣壓會導引氣體再次進入共振腔室3226中，如此控制共振腔室3226中氣體的振動頻率與壓電板3223c之振動頻率趨於相同，以產生亥姆霍茲共振效應，實現氣體高速且大量的傳輸。氣體皆由外蓋326之進氣框口3261a進入，通過進氣通口3214a進入基座321之進氣溝槽3214，並流至微粒傳感器325的位置。再者，壓電致動器322持續驅動會吸取進氣路徑之氣體，以利外部氣體快速導入且穩定流通，並通過微粒傳感器325上方，此時雷射組件324發射光束通過透光窗口3214b進入進氣溝槽3214，進氣溝 槽3214通過微粒傳感器325上方，當雷射組件324的光束照射到氣體中的懸浮微粒時會產生散射現象及投射光點，微粒傳感器325接收散射所產生的投射光點進行計算以獲取氣體中所含的懸浮微粒之粒徑與濃度等相關資訊，並且微粒傳感器325上方的氣體也持續受到壓電致動器322驅動而導入導氣組件承載區3215的通氣孔3215a，進入出氣溝槽3216。最後當氣體進入出氣溝槽3216後，由於壓電致動器322不斷輸送氣體進入出氣溝槽3216，因此出氣溝槽3216內的氣體會被推引並通過出氣通口3216a及出氣框口3261b而向外部排出。
本發明之氣體偵測裝置A不僅可針對氣體中的懸浮微粒進行偵測，更可進一步針對導入的氣體特性做偵測，如氣體為甲醛、氨氣、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、臭氧等。因此本發明的氣體偵測裝置A更包括氣體傳感器327，氣體傳感器327定位設置且電性連接於驅動電路板323，且容設於出氣溝槽3216中，偵側出氣路徑所導出之氣體中所含的揮發性有機物的濃度或特性。
綜上所述，本發明提供一種室內空污檢測、定位與清零系統，藉由在室內之空污隨時發生且隨時移動，透過廣設複數個氣體偵測裝置來確定該空污的性質與濃度與位置，並採用有線與無線聯網透過雲端裝置實施各種數學運算以及人工智能運算確定該空污位置後，且智能選擇調動最接近該空污位置之區域的物理性的過濾裝置或化學性的過濾裝置或生物性的過濾裝置，產生氣流，將該空污快速的引流到至少一個的物理性的過濾裝置或化學性的過濾裝置或生物性的過濾裝置過濾並清零形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態，達到定位空污-引流空污-清零空污之效能，極具產業利用價值。
A:氣體偵測裝置
B:過濾裝置
B1:新風機
B2:清淨機
B3:排風機
B4:抽油煙機
B5:電風扇
C:葉片式風機
E:雲端裝置
1:風機
2:過濾元件

Claims (23)

  1. 一種室內空污檢測、定位與清零系統，其中在一室內空間內廣設至少一個葉片式風機，提供一空氣流，隨時吸入氣體，而隨時採集氣體中一空污，並利用該空氣流將該空污送至至少一個物理性的第一裝置或化學性的第一裝置，來檢測確定該空污的性質、濃度與位置，其中該至少一個葉片式風機選自一軸流式之風扇、一渦流式之風扇，或以上之組合；透過一無線網路與人工智能運算來調動最接近一空污位置的一風機，產生指向氣流，將至少一該空污送至通過至少一個物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置予以消滅清除，其中指向氣流前進速度之向量指向該第二裝置的方向。
  2. 如請求項1所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該空污是指懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、鉛、總揮發性有機物、甲醛、細菌、真菌、病毒之其中之一或其組合。
  3. 如請求項1所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該葉片式風機包含一電動馬達及葉片。
  4. 如請求項1所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該物理性的第一裝置或化學性的第一裝置為一氣體偵測裝置。
  5. 如請求項4所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該氣體偵測裝置包含一控制電路板、一氣體偵測主體、一微處理器及一通信器，其中該氣體偵測主體、該微處理器及該通信器封裝於該控制電路板形成一體且電性連接，且該微處理器控制該氣體偵測主體之偵測運作，該氣體偵測主體偵測該空污而輸出一偵測訊號，且該微處理器接收該偵測訊號而運算處理輸出形成一空污數據，提供 給該通信器對外無線通信傳輸。
  6. 如請求項5所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該無線通訊傳輸為一Wi-Fi模組、一藍芽模組、一無線射頻辨識模組、一近場通訊模組其中之一。
  7. 如請求項4所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該空污的性質、濃度與位置是指透過至少一個該氣體偵測裝置所偵測確定一空污數據，而該無線網路與人工智能運算為採用一無線聯網連結一雲端裝置，而該雲端裝置將接收及比對該至少一個物理性的第一裝置或化學性的第一裝置所偵測在該室內之至少一個該空污數據，並智能運算該空污數據而確定該空污的性質與濃度，以及智能運算該空污數據中最高者，而判斷選擇找出為在該室內之該空污位置，以及智能選擇發出一控制指令調動給最接近該空污位置的該風機或其他該物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置啟動後，再智能選擇發出該控制指令給其餘之該風機或其他該物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置啟動，產生該氣流之指向，促使指向氣流加速該空污移動指向至該空污位置之該風機或其他該物理性的第二裝置與化學性的第二裝置或生物性的第二裝置實施過濾清除，讓在該室內之該空污實施過濾清零效應形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態。
  8. 如請求項7所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中至少一個該氣體偵測裝置透過一智慧型手機與雲端裝置連結，利用該智慧型手機接收至少一個該氣體偵測裝置所偵測在該室內之該空污數據，再利用該智慧型手機之一應用程式傳輸給該雲端裝置將接收及比對至少一個該氣體偵測裝置所偵測在該室內之至少一個該空污數據，透過人工智能確定至少一個該空污位置，並智能選擇發 出一控制指令通訊傳輸調動最接近至少一該空污位置的該風機予以驅動，產生指向氣流，將至少一該空污送至通過該至少一個物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置實施過濾清除。
  9. 如請求項7所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該物理性的第二裝置或化學性的第二裝置或生物性的第二裝置為一過濾裝置。
  10. 如請求項9所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該物理性的第二裝置為透過一過濾網阻擋吸附清空該空污的過濾裝置。
  11. 如請求項10所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該過濾網為一高效濾網。
  12. 如請求項9所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該化學性的第二裝置為透過一過濾元件上透過塗佈一分解層清除該空污的過濾裝置。
  13. 如請求項12所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解層為一活性碳。
  14. 如請求項12所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解層為一二氧化氯之潔淨因子。
  15. 如請求項12所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解層為一銀杏及日本鹽膚木的草本加護層。
  16. 如請求項12所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解層為一銀離子。
  17. 如請求項12所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解層為一沸石。
  18. 如請求項9所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該化學 性的第二裝置為透過一過濾元件搭配一分解單元清除該空污的過濾裝置。
  19. 如請求項18所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解單元為一負離子單元。
  20. 如請求項18所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該分解單元為一電漿離子單元。
  21. 如請求項9所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該生物性的第二裝置為透過一過濾元件搭配一光照射清除該空污的裝置。
  22. 如請求項21所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該光照射為一光觸媒及一紫外線燈之光觸媒單元。
  23. 如請求項21所述之室內空污檢測、定位與清零系統，其中該光照射為一奈米光管之光等離子單元。
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