TWM551076U - 空氣過濾防護器 - Google Patents

Description

空氣過濾防護器

本案關於一種空氣過濾防護裝置，尤指一種可應用結合監測環境致動傳感裝置之空氣過濾防護器。

目前人類在生活上對環境的監測要求愈來愈重視，例如一氧化碳、二氧化碳、揮發性有機物(Volatile Organic Compound，VOC)、PM2.5等等環境的監測，環境中這些氣體暴露會對人體造成不良的健康影響，嚴重的甚至危害到生命。因此環境監測紛紛引起各國重視，要如何去實施環境監測是目前急需要去重視的課題。

可攜式之電子裝置在現代生活中被廣泛使用及應用，也是不可缺的電子裝置，因此利用此可攜式之電子裝置來監測周圍環境氣體是可行的，若又能即時提供監測資訊，警示處在環境中的人，能夠即時預防或逃離，避免遭受環境中的氣體暴露造成人體健康影響及傷害，所以利用可攜式之電子裝置來監測周圍環境是非常好的應用。

然，在電子裝置中提供額外傳感器來監測環境，雖能向電子裝置之使用者提供關於該使用者之環境的較多資訊，但對於監測敏度、精準之最佳效能就需要去考量，例如，傳感器單靠環境中空氣自然流通之引流，不僅無法獲取穩定一致性空氣流通量去穩定監測，且環境中空氣自然流通之引流要到達接觸傳感器之監測反應作用時間拉長，就會影響到即時監測之因素。

有鑒於此，上述可攜式之電子裝置來監測周圍環境是非常好的應用，但要如何去預防空氣品質汙染時即時去做防護機制，本案為提供一種空氣過濾防護器，其結合監測環境之致動傳感裝置應用，來預防空氣品質汙染時即時去做防護機制。

本案之主要目的在於提供一種空氣過濾防護器，結合監測環境之致動傳感裝置應用，即可穿戴空氣過濾防護器讓使用者在罩住口鼻內之空氣，透過致動傳感裝置產生驅動空氣的流動，使用者在罩住口鼻內之空氣可被帶出，以加強使用者在罩住口鼻內之空氣循環流動，進而排出罩內之汙染空氣、溫度、濕度等罩內換氣之效益。

本案之另一目的在於提供一種空氣過濾防護器，結合監測環境之致動傳感裝置應用，使用者在罩住口鼻內之空氣也可受致動傳感裝置內可之傳感器之監測，提供罩內空氣品質監測功能。

本案之再一目的在於提供一種空氣過濾防護器，結合監測環境之致動傳感裝置應用，可依罩內空氣品質情況，以調節控制罩內空氣流通，以產生不同空氣流速(排氣量)，以調節罩內空氣品質，且傳感器監測到罩內空氣品質持續有危害時，提示更換新的過濾防護罩。

本案之又一目的在於提供一種空氣過濾防護器，結合監測環境之致動傳感裝置應用，致動傳感裝置為可拆卸於過濾防護罩，以形成一獨立的致動傳感模組，進而構成可攜式之監測空氣品質之裝置，即具有可偵測過濾防護罩外部空氣品質監測之功能，並可傳送一監測量測之輸出數據，發送給一連結裝置顯示、儲存及傳送，達到即時顯示資訊及通報之效用，同時能建構成雲端資料庫，以啟動空氣品質通報機制及空氣品質處理機制，如此使用者可即時穿戴空氣過濾防護器來防範空氣汙染對人體造成不良的健康影響。

為達上述目的，本案之較廣義實施態樣為提供一種空氣過濾防護器，包含：一過濾防護罩，可穿戴過濾空氣；以及一致動傳感裝置，組裝定位於該過濾防護罩上，該致動傳感裝置包括有至少一個傳感器、至少一個致動器、一微處理器、一電源控制器及一資料傳接器，該至少一個致動器設置於該至少一個傳感器一側，並設有至少一個通道，該致動器受驅動而致動輸送一空氣，由該通道流通過該傳感器處，以令該傳感器量測該空氣。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1A圖、第1B圖所示，本案空氣過濾防護器主要包括一過濾防護罩2以及一致動傳感裝置1。其中過濾防護罩2可供使用者穿戴過濾空氣，例如，過濾防護罩2為一口罩，口罩之包覆面為不織布，即可過濾空氣，或者過濾防護罩2為一具有過濾元件之可穿戴式面罩，過濾元件即可過濾空氣，又，過濾防護罩2上設有一連接件21，連接件21為一具凸榫211之扣件，且連接件21上具有一氣道212，貫通過濾防護罩2之內外表面，且氣道212中可設置一濾片213，可封閉氣道212而過濾空氣，如此過濾防護罩2可供使用者穿戴而形成一完全封閉使用者鼻口之面罩，達成過濾空氣之作用，而致動傳感裝置1上設有一配合件10，配合件10為一具凹槽101及卡槽空間102之配件，且凹槽101與卡槽空間102連通，而配合件10上具有一氣道103，連通致動傳感裝置1內部，可使空氣導入致動傳感裝置1內部。

上述致動傳感裝置1為了組裝定位於過濾防護罩2上，利用配合件10之凹槽101對準連接件21之凸榫211，再旋轉一扣掣方位，使得連接件21之凸榫211套入配合件10之卡槽空間102內，使得致動傳感裝置1組裝定位於過濾防護罩2上，亦即連接件21之凸榫211配套於配合件10之卡槽空間102內扣掣，即可達成致動傳感裝置1組裝定位於過濾防護罩2上扣合作用，相對的，當配合件10之凹槽101旋轉一拆合方位而對準連接件21之凸榫211，即可抽離扣掣作用，讓致動傳感裝置1拆卸形成一獨立的致動傳感模組，以構成可攜式之監測空氣品質之裝置。

請參閱第7圖，本案之致動傳感裝置1包括有至少一個傳感器12、至少一個致動器13、一微處理器14、一電源控制器15及一資料傳接器16，其中該電源控制器15接收能量而傳輸能量以驅動傳感器12及致動器13，而資料傳接器16接收訊號或發送訊號之元件裝置。

本案之傳感器12可包括如以下各者之傳感器：溫度傳感器、揮發性有機化合物傳感器(例如，量測甲醛、氨氣之傳感器)、微粒傳感器(例如，PM2.5之微粒傳感器)、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、臭氧傳感器、其他氣體傳感器、濕度傳感器、水分傳感器、量測水或其它液體中或空氣中之化合物及/或生物學物質之傳感器(例如，水質傳感器)、其他液體傳感器，或用於量測環境之光傳感器，亦可為該等傳感器之任意組合而成之群組，均不以此為限；或者為監測細菌、病毒及微生物之至少其中之一或其任意組合而成之群組之傳感器。

本案之致動器13為能將控制訊號轉換成具有推動被控系統之動力裝置，致動器13可以包含一電動致動器、一磁力致動器、一熱動致動器、一壓電致動器及一流體致動器之至少其中之一或其任意組合而成之群組。例如，交直流馬達、步進馬達等電動致動器，磁性線圈馬達等磁力致動器，熱泵等熱動致動器，壓電泵等壓電驅動器，氣體泵、液體泵等流體致動器。

又請参閱第2A圖、第2B圖、第2C圖及第2D圖所示，上述傳感器12結合致動器13整合成模組設置，致動器13置於傳感器12一側，致動器13並設有至少一個通道17，如此致動器13受驅動而致動輸送空氣，由通道17流出通過傳感器12處，以令傳感器12上量測所接收之空氣，如此致動器13受驅動而致動輸送空氣流出通過傳感器12處，以提供穩定、一致性流量直接導入在傳感器12處，讓傳感器12能獲取穩定一致性流體流通直接量測所接收之空氣，縮短傳感器12之監測反應作用時間，達成精準之監測。

再請参閱第2A圖、第2B圖、第2C圖及第2D圖所示，本案致動傳感裝置1進一步包括一載體11，載體11為整合傳感器12與致動器13之平台，載體11可為一基板(PCB)，傳感器12與致動器13可以陣列安裝於上，或者載體11可為一特殊應用晶片(ASIC)，或者載體11可為一系統單晶片(SOC)，傳感器12沉積於載體11上，而致動器13封裝整合於載體11上，但本案之載體11不以此為限，也可以為其他支撐整合傳感器12與致動器13之平台。

本案實施例中，致動器為一流體致動器，以下就以流體致動器13同等代表此致動器作說明。本案之流體致動器13可為一壓電致動泵浦之驅動結構，或者一微機電系統(MEMS)泵浦之驅動結構，以下實施例就以壓電致動泵浦之流體致動器13之作動來說明：

請參閱第3A圖及第3B圖所示，流體致動器13包括進氣板131、共振片132、壓電致動元件133、絕緣片134a、134b及導電片135等結構，其中壓電致動元件133對應於共振片132而設置，並使進氣板131、共振片132、壓電致動元件133、絕緣片134a、導電片135及另一絕緣片134b等依序堆疊設置，其組裝完成之剖面圖係如第5圖所示。

於本實施例中，進氣板131具有至少一進氣孔131a，其中進氣孔131a之數量以4個為較佳，但不以此為限。進氣孔131a係貫穿進氣板131，用以供空氣自裝置外順應大氣壓力之作用而自該至少一進氣孔131a流入流體致動器13之中。進氣板131上具有至少一匯流排孔131b，用以與進氣板131另一表面之該至少一進氣孔131a對應設置。於匯流排孔131b的中心交流處係具有中心凹部131c，且中心凹部131c係與匯流排孔131b相連通，藉此可將自該至少一進氣孔131a進入匯流排孔131b之空氣引導並匯流集中至中心凹部131c，以實現空氣傳遞。於本實施例中，進氣板131具有一體成型的進氣孔131a、匯流排孔131b及中心凹部131c，且於中心凹部131c處即對應形成一匯流空氣的匯流腔室，以供空氣暫存。於一些實施例中，進氣板131之材質可為例如但不限於不鏽鋼材質所構成。於另一些實施例中，由該中心凹部131c處所構成之匯流腔室之深度與匯流排孔131b之深度相同，但不以此為限。共振片132係由一可撓性材質所構成，但不以此為限，且於共振片132上具有一中空孔洞132c，係對應於進氣板131之中心凹部131c而設置，以使空氣流通。於另一些實施例中，共振片132係可由一銅材質所構成，但不以此為限。

壓電致動元件133係由一懸浮板1331、一外框1332、至少一支架1333以及一壓電片1334所共同組裝而成，其中，該壓電片1334貼附於懸浮板1331之第一表面1331c，用以施加電壓產生形變以驅動該懸浮板1331彎曲振動，以及該至少一支架1333係連接於懸浮板1331以及外框1332之間，於本實施例中，該支架1333係連接設置於懸浮板1331與外框1332之間，其兩端點係分別連接於外框1332、懸浮板1331，以提供彈性支撐，且於支架1333、懸浮板1331及外框1332之間更具有至少一空隙1335，該至少一空隙1335係與空氣通道相連通，用以供空氣流通。應強調的是，懸浮板1331、外框1332以及支架1333之型態及數量不以前述實施例為限，且可依實際應用需求變化。另外，外框1332係環繞設置於懸浮板1331之外側，且具有一向外凸設之導電接腳1332c，用以供電連接之用，但不以此為限。

懸浮板1331係為一階梯面之結構(如第4圖所示)，意即於懸浮板1331之第二表面1331b更具有一凸部1331a，該凸部1331a可為但不限為一圓形凸起結構。懸浮板1331之凸部1331a係與外框1332之第二表面1332a共平面，且懸浮板1331之第二表面1331b及支架1333之第二表面1333a亦為共平面，且該懸浮板1331之凸部1331a及外框1332之第二表面1332a與懸浮板1331之第二表面1331b及支架1333之第二表面1333a之間係具有一特定深度。懸浮板1331之第一表面1331c，其與外框1332之第一表面1332b及支架1333之第一表面1333b為平整之共平面結構，而壓電片1334則貼附於此平整之懸浮板1331之第一表面1331c處。於另一些實施例中，懸浮板1331之型態亦可為一雙面平整之板狀正方形結構，並不以此為限，可依照實際施作情形而任施變化。於一些實施例中，懸浮板1331、支架1333以及外框1332係可為一體成型之結構，且可由一金屬板所構成，例如但不限於不鏽鋼材質所構成。又於另一些實施例中，壓電片1334之邊長係小於該懸浮板1331之邊長。再於另一些實施例中，壓電片1334之邊長係等於懸浮板1331之邊長，且同樣設計為與懸浮板1331相對應之正方形板狀結構，但並不以此為限。

於本實施例中，如第3A圖所示，流體致動器13之絕緣片134a、導電片135及另一絕緣片134b係依序對應設置於壓電致動元件133之下，且其形態大致上對應於壓電致動元件133之外框1332之形態。於一些實施例中，絕緣片134a、134b係由絕緣材質所構成，例如但不限於塑膠，俾提供絕緣功能。於另一些實施例中，導電片135可由導電材質所構成，例如但不限於金屬材質，以提供電導通功能。於本實施例中，導電片135上亦可設置一導電接腳135a，以實現電導通功能。

於本實施例中，如第5圖所示，流體致動器13係依序由進氣板131、共振片132、壓電致動元件133、絕緣片134a、導電片135及另一絕緣片134b等堆疊而成，且於共振片132與壓電致動元件133之間係具有一間隙h，於本實施例中，係於共振片132及壓電致動元件133之外框1332周緣之間的間隙h中填入一填充材質，例如但不限於導電膠，以使共振片132與壓電致動元件133之懸浮板1331之凸部1331a之間可維持該間隙h之深度，進而可導引氣流更迅速地流動，且因懸浮板1331之凸部1331a與共振片132保持適當距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音產生可被降低。於另一些實施例中，亦可藉由加高壓電致動元件133之外框1332之高度，以使其與共振片132組裝時增加一間隙，但不以此為限。

請參閱第2C圖、第2D圖、第3A圖及第3B圖、第5圖所示，於本實施例中，當進氣板131、共振片132與壓電致動元件133依序對應組裝後，於共振片132具有一可動部132a及一固定部132b，可動部132a處可與其上的進氣板131共同形成一匯流空氣的腔室，且在共振片132與壓電致動元件133之間更形成一第一腔室130，用以暫存空氣，且第一腔室130係透過共振片132之中空孔洞132c而與進氣板131之中心凹部131c處的腔室相連通，且第一腔室130之兩側則由壓電致動元件133之支架1333之間的空隙1335而與通道17相連通。

請參閱第2C圖、第2D圖、第3A圖、第3B圖、第5圖、第6A圖至第6E圖所示，本案之流體致動器13之作動流程簡述如下。當流體致動器13進行作動時，壓電致動元件133受電壓致動而以支架1333為支點，進行垂直方向之往復式振動。如第6A圖所示，當壓電致動元件133受電壓致動而向下振動時，由於共振片132係為輕、薄之片狀結構，是以當壓電致動元件133振動時，共振片132亦會隨之共振而進行垂直之往復式振動，即為共振片132對應中心凹部131c的部分亦會隨之彎曲振動形變，即該對應中心凹部131c的部分係為共振片132之可動部132a，是以當壓電致動元件133向下彎曲振動時，此時共振片132對應中心凹部131c的可動部132a會因空氣的帶入及推壓以及壓電致動元件133振動之帶動，而隨著壓電致動元件133向下彎曲振動形變，則空氣由進氣板131上的至少一進氣孔131a進入，並透過至少一匯流排孔131b以匯集到中央的中心凹部131c處，再經由共振片132上與中心凹部131c對應設置的中空孔洞132c向下流入至第一腔室130中。其後，由於受壓電致動元件133振動之帶動，共振片132亦會隨之共振而進行垂直之往復式振動，如第6B圖所示，此時共振片132之可動部132a亦隨之向下振動，並貼附抵觸於壓電致動元件133之懸浮板1331之凸部1331a上，使懸浮板1331之凸部1331a以外的區域與共振片132兩側之固定部132b之間的匯流腔室的間距不會變小，並藉由此共振片132之形變，以壓縮第一腔室130之體積，並關閉第一腔室130中間流通空間，促使其內的空氣推擠向兩側流動，進而經過壓電致動元件133之支架1333之間的空隙1335而向下穿越流動。之後，如第6C圖所示，共振片132之可動部132a向上彎曲振動形變，而回復至初始位置，且壓電致動元件133受電壓驅動以向上振動，如此同樣擠壓第一腔室130之體積，惟此時由於壓電致動元件133係向上抬升，因而使得第一腔室130內的空氣會朝兩側流動，而空氣持續地自進氣板131上的至少一進氣孔131a進入，再流入中心凹部131c所形成之腔室中。之後，如第6D圖所示，該共振片132受壓電致動元件133向上抬升的振動而共振向上，此時共振片132之可動部132a亦隨之向上振動，進而減緩空氣持續地自進氣板131上的至少一進氣孔131a進入，再流入中心凹部131c所形成之腔室中。最後，如第6E圖所示，共振片132之可動部132a亦回復至初始位置，由此實施態樣可知，當共振片132進行垂直之往復式振動時，係可由其與壓電致動元件133之間的間隙h以增加其垂直位移的最大距離，換句話說，於該兩結構之間設置間隙h可使共振片132於共振時可產生更大幅度的上下位移。是以，在經此流體致動器13之流道設計中產生壓力梯度，使空氣高速流動，並透過流道進出方向之阻抗差異，將空氣由吸入端傳輸至排出端，以完成空氣輸送作業，即使在排出端有氣壓之狀態下，仍有能力持續將空氣推入通道17，並可達到靜音之效果，如此重覆第6A至6E圖之流體致動器13作動，即可使流體致動器13產生一由外向內的空氣傳輸。

承上所述，以下進一步說明流體致動器13之作動，進氣板131、共振片132、壓電致動元件133、絕緣片134a、導電片135及另一絕緣片134b等元件為依序堆疊設置，又如第2C圖、第2D圖所示，流體致動器13組裝於載體11上，並與載體11保持一通道17，且通道17位於傳感器12一側，流體致動器13受驅動而致動壓縮空氣，由通道17流出產生流動，如第2D圖所示箭頭所指方向流動，以通過傳感器12上量測所接收之空氣，如此讓流體致動器13內部導引空氣，並提供穩定一致性流量直接導入在傳感器12處，讓傳感器12能獲取穩定一致性空氣流通直接監測，且縮短傳感器12之監測反應作用時間，達成精準之監測。

請參閱第7圖，所示為本案空氣過濾防護器之驅動及資訊傳輸系統，致動傳感裝置1之電源控制器15為儲存能量、輸出能量，以提供能量給該傳感器12之量測操作及致動器13之致動控制，致動傳感裝置1本身可不設置電源裝置，進而搭配一外接供電裝置3來傳導能量，以提供驅動傳感器12及致動器13之致動，以節省整個模組之設置空間，達到微型化之設計趨勢。

上述電源控制器15可透過一供電裝置3，提供能量給該傳感器12之量測操作及致動器13之致動控制，而供電裝置3傳導可為一有線傳導方式，例如，供電裝置3為一充電器，可以透過有線傳導輸送能量至電源控制器；例如，供電裝置3為一充電電池，可以透過有線傳導輸送能量至電源控制器15，或者供電裝置3傳導可為一無線傳導方式，以輸送能量可以透過無線傳導輸送能量至電源控制器15，例如，供電裝置3為一充電器，內設有無線充電(感應充電)之元件，可以透過無線傳導輸送能量至電源控制器15，例如，供電裝置3為一充電電池，內設有無線充電(感應充電)之元件，可以透過無線傳導輸送能量至電源控制器15，或者供電裝置3傳導可為一具有無線充放電傳導模式之可攜式行動裝置，例如，手機，內設置有無線充電(感應充電)之元件，可以透過無線傳導輸送能量至電源控制器15。

又，本案之電源控制器15可進一步包含一可接收能量及儲存充電之充電元件，充電元件可接收供電裝置3之有線或無線傳導所輸送能量予以保持能量之儲存，並可輸出能量提供傳感器之量測操作及致動器之致動控制。

本案之微處理器14為對傳感器之量測資料做演算處理，以轉換成輸出數據，藉由資料傳接器16接收輸出數據，而資料傳接器16透過傳輸發送給連結裝置4，進而使連結裝置4去顯示輸出數據之資訊、儲存輸出數據之資訊，或者傳送輸出數據之資訊至可儲存裝置去儲存運算處理，或者連結裝置4連結一通報處理系統5，以主動(直接通報)或被動(由讀取輸出數據之資訊者操作)啟動空氣品質通報機制，例如，即時空氣品質地圖告知迴避遠離或指示穿戴口罩防護等通報，或者連結裝置4連結一通報處理裝置6，以主動(直接操作)或被動(由讀取輸出數據之資訊者操作)啟動空氣品質處理機制，例如，啟動空氣清潔器、空調等潔淨空氣品質處理。

本案之連結裝置4為一有線通信傳輸之顯示裝置，例如，桌上型電腦；或者為一無線通信傳輸之顯示裝置，例如，筆記型電腦；或者為一無線通信傳輸之可攜式行動裝置，例如，手機。有線通信傳輸主要可以用RS485、RS232、Modbus、KNX等通訊接口來做有線傳輸。無線通信傳輸主要可以用zigbee，z-wave，RF，藍牙，wifi，EnOcean等技術做無線傳輸。本案之連結裝置4也可以傳輸輸出數據之資訊至連網中繼站7而連網中繼站7傳輸輸出數據之資訊至雲端資料處理裝置                                                 8予以運算儲存。如此，雲端資料處理裝置8發出運算處理後之輸出數據之資訊予以通知，通知發送給連網中繼站7傳輸至連結裝置4，故連結裝置4所連結之通報處理系統5，即可接收連結裝置4所傳輸通知而啟動空氣品質通報機制，或者連結裝置4所連結通報處理裝置6，即可接收連結裝置4所傳輸通知而啟動空氣品質處理機制。

上述之連結裝置4也可發送操控指令來操作致動傳感裝置1之運作，也可如上述透過有線通信傳輸、無線通信傳輸操控指令給資料傳接器16接收，再傳輸給微處理器14以控制啟動傳感器12之量測操作及致動器13之致動。

當然，本案也可進一步包括第二連結裝置9發送操控指令，透過連網中繼站7傳輸給雲端資料處理裝置8接收，雲端資料處理裝置8再發送該操控指令給連網中繼站7再傳輸給連結裝置4，連結裝置4再發送給資料傳接器16接收該操控指令，再傳輸給微處理器14以控制啟動傳感器12之量測操作及致動器13之致動。第二連結裝置9為一有線通信傳輸之裝置，或者第二連結裝置9為一無線通信傳輸之裝置，或者第二連結裝置9為一無線通信傳輸之可攜式行動裝置。

本案空氣過濾防護器之致動傳感裝置1為可拆卸於過濾防護罩2，以形成一獨立的致動傳感模組，進而構成可攜式之監測空氣品質之裝置，即具有可偵測過濾防護罩2外部空氣品質監測之功能；而致動傳感裝置1組裝定位於過濾防護罩2上，即可針對穿戴空氣過濾防護器之使用者在罩住口鼻內之空氣，透過連接件21之氣道212及配合件10之氣道103之連通，以及致動器13產生驅動空氣的流動，使用者在罩住口鼻內之空氣可被帶入流通到致動傳感裝置1內，以加強使用者在罩住口鼻內之空氣循環流動，進而排出罩內之汙染空氣、溫度、濕度等罩內換氣之效益，而且使用者在罩住口鼻內之空氣流入致動傳感裝置1內可受傳感器12之監測，提供罩內空氣品質監測功能，進一步的，也可依罩內空氣品質情況，以調節控制致動器13之驅動快慢，以產生不同空氣流速(排氣量)，以調節罩內空氣品質，或者傳感器12監測到罩內空氣品質持續有危害時，提示更換新的過濾防護罩2；當然，本案致動傳感裝置1透過資料傳接器16傳送一監測量測之輸出數據，發送給一連結裝置4顯示、儲存及傳送，達到即時顯示資訊及通報之效用，同時能建構成雲端資料庫，以啟動空氣品質通報機制及空氣品質處理機制，如此使用者可即時穿戴空氣過濾防護器來防範空氣汙染對人體造成不良的健康影響。

綜上所述，本案空氣過濾防護器由一過濾防護罩結合一致動傳感裝置之模組化應用，致動器能加快空氣產生流通，並提供穩定一致性流量，讓傳感器能獲取穩定一致性空氣流通直接監測，且縮短傳感器之監測反應作用時間，達成精準之監測，而且致動傳感裝置本身可不設置電源裝置，進而搭配一外接供電裝置來傳導能量，以提供驅動該傳感器及該致動器之致動，以節省整個模組之設置空間，達到微型化之設計趨勢，應用於空氣過濾防護器上；以及致動傳感裝置之資料傳接器傳送一監測量測之輸出數據，發送給一連結裝置顯示、儲存及傳送，達到即時顯示資訊及通報之效用，同時能建構成雲端資料庫，以啟動空氣品質通報機制及空氣品質處理機制，使用者可即時穿戴空氣過濾防護器來防範空氣汙染對人體造成不良的健康影響。是以，本案之空氣過濾防護器極具產業之價值，爰依法提出申請。本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧致動傳感裝置
10‧‧‧配合件
101‧‧‧凹槽
102‧‧‧卡槽空間
103‧‧‧氣道
11‧‧‧載體
12‧‧‧傳感器
13‧‧‧致動器、流體致動器
130‧‧‧第一腔室
131‧‧‧進氣板
131a‧‧‧進氣孔
131b‧‧‧匯流排孔
131c‧‧‧中心凹部
132‧‧‧共振片
132a‧‧‧可動部
132b‧‧‧固定部
132c‧‧‧中空孔洞
133‧‧‧壓電致動元件
1331‧‧‧懸浮板
1331a‧‧‧凸部
1331b‧‧‧第二表面
1331c‧‧‧第一表面
1332‧‧‧外框
1332a‧‧‧第二表面
1332b‧‧‧第一表面
1332c‧‧‧導電接腳
1333‧‧‧支架
1333a‧‧‧第二表面
1333b‧‧‧第一表面
1334‧‧‧壓電片
1335‧‧‧空隙
134a、134b‧‧‧絕緣片
135‧‧‧導電片
135a‧‧‧導電接腳
h‧‧‧間隙
17‧‧‧通道
14‧‧‧微處理器
15‧‧‧電源控制器
16‧‧‧資料傳接器
2‧‧‧過濾防護罩
21‧‧‧連接件
211‧‧‧凸榫
212‧‧‧氣道
213‧‧‧濾片
3‧‧‧供電裝置
4‧‧‧連結裝置
5‧‧‧通報處理系統
6‧‧‧通報處理裝置
7‧‧‧連網中繼站
8‧‧‧雲端資料處理裝置
9‧‧‧第二連結裝置

第1A圖所示為本案空氣過濾防護器之相關構件外觀示意圖。 第1B圖所示為本案空氣過濾防護器之相關構件分解示意圖。 第2A圖所示為本案空氣過濾防護器之致動傳感裝置相關構件剖面示意圖。 本第2B圖所示為案空氣過濾防護器之致動傳感裝置相關構件外觀示意圖。 第2C圖所示為本案致動傳感裝置相關構件剖面放大示意圖。 第2D圖所示為本案致動傳感裝置之流體致動器作動示意圖。 第3A及3B圖所示分別為本案流體致動器於不同視角之分解結構示意圖。 第4圖所示為第3A及3B圖所示之壓電致動元件之剖面結構示意圖。 第5圖所示為本案流體致動器之剖面結構示意圖。 第6A至6E圖所示為本案流體致動器作動之流程結構圖。 第7圖所示為本案致動傳感裝置之驅動及資訊傳輸系統架構示意圖。

1‧‧‧致動傳感裝置

2‧‧‧過濾防護罩

Claims (32)

1. 一種空氣過濾防護器，包含：        一過濾防護罩，可穿戴過濾空氣；以及        一致動傳感裝置，組裝於該過濾防護罩上，該致動傳感裝置包括有至少一個傳感器、至少一個致動器、一微處理器、一電源控制器及一資料傳接器，該至少一個致動器設置於該至少一個傳感器一側，並設有至少一個通道，該致動器受驅動而致動輸送一空氣，由該通道流通過該傳感器處，以令該傳感器量測該空氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該過濾防護罩為一口罩。
3. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該過濾防護罩為一具有過濾元件之可穿戴式面罩。
4. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該致動器包含一電動致動器、一磁力致動器、一熱動致動器、一壓電致動器及一流體致動器之至少其中之一或其任意組合而成之群組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，該致動傳感裝置進一步包含一載體。
6. 如申請專利範圍第5項所述之空氣過濾防護器，其中該載體為一基板，該傳感器與該致動器可以陣列安裝於上。
7. 如申請專利範圍第5項所述之空氣過濾防護器，其中該載體可為一特殊應用晶片，該傳感器與該致動器可以封裝整合於上。
8. 如申請專利範圍第5項所述之空氣過濾防護器，其中該載體可為一系統單晶片，該傳感器與該致動器封裝整合於上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一氣體傳感器。
10. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一氧氣傳感器、一一氧化碳傳感器及一二氧化碳傳感器之至少其中之一或其任意組合而成之群組。
11. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一液體傳感器。
12. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一溫度傳感器、一液體傳感器及一濕度傳感器之至少其中之一任意組合或其組合而成之群組。
13. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一臭氧傳感器。
14. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一微粒傳感器。
15. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一揮發性有機物傳感器。
16. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含一光傳感器。
17. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該傳感器包含監測細菌、病毒及微生物之至少其中之一或其組合而成之群組之傳感器。
18. 如申請專利範圍第4項所述之空氣過濾防護器，其中該流體致動器為一微機電系統泵浦。
19. 如申請專利範圍第4項所述之空氣過濾防護器，其中該流體致動器為一壓電致動泵浦。
20. 如申請專利範圍第19項所述之空氣過濾防護器，其中該壓電致動泵浦包括：        一進氣板，具有至少一進氣孔、至少一匯流排孔及構成一匯流腔室之一中心凹部，其中該至少一進氣孔供導入氣流，該匯流排孔對應該進氣孔，且引導該進氣孔之氣流匯流至該中心凹部所構成之該匯流腔室；        一共振片，具有一中空孔對應於該匯流腔室，且該中空孔之周圍為一可動部；以及        一壓電致動元件，與該共振片相對應設置；        其中，該共振片與該壓電致動元件之間具有一間隙形成一第一腔室，以使該壓電致動元件受驅動時，使氣流由該進氣板之該至少一進氣孔導入，經該至少一匯流排孔匯集至該中心凹部，再流經該共振片之該中空孔，以進入該第一腔室內，由該壓電致動元件與該共振片之可動部產生共振傳輸氣流。
21. 如申請專利範圍第20項所述之空氣過濾防護器，其中該壓電致動元件包含：        一懸浮板，具有一第一表面及一第二表面，且可彎曲振動；        一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；        至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，以提供彈性支撐；以及        一壓電片，具有一邊長，該邊長係小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電片係貼附於該懸浮板之一第一表面上，用以施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
22. 如申請專利範圍第21項所述之空氣過濾防護器，其中該懸浮板為一正方形懸浮板，並具有一凸部。
23. 如申請專利範圍第20項所述之空氣過濾防護器，其中該壓電致動泵浦包括：一導電片、一第一絕緣片以及一第二絕緣片，其中該進氣板、該共振片、該壓電致動元件、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片係依序堆疊設置。
24. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該過濾防護罩具有一連接件，供該致動傳感裝置組裝定位於該過濾防護罩上，並作為一氣道，使該空氣能流通入該致動傳感裝置內作監測。
25. 如申請專利範圍第24項所述之空氣過濾防護器，其中該過濾防護罩穿戴使用者上，該過濾防護罩內由該連接件所流通該空氣受該傳感器監測，提供告知該空氣之汙染程度、濕度、溫度等資訊。
26. 如申請專利範圍第25項所述之空氣過濾防護器，其中該過濾防護罩穿戴使用者上，該過濾防護罩內由該連接件所流通該空氣受該傳感器監測後之汙染程度，以令該致動器啟動調節該過濾防護罩內之該空氣流動排出，提供穿戴空氣過濾防護器之使用者維持良好空氣品質之該空氣。
27. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該致動傳感裝置之電源控制器包含一充電元件，以儲存能量、輸出能量，以提供該能量給該傳感器之量測操作及該致動器之致動控制。
28. 如申請專利範圍第27項所述之空氣過濾防護器，其中該充電元件為透過有線傳導方式輸送能量。
29. 如申請專利範圍第27項所述之空氣過濾防護器，其中該充電元件為透過無線傳導方式輸送能量。
30. 如申請專利範圍第1項所述之空氣過濾防護器，其中該致動傳感裝置之該微處理器，將該至少一個傳感器之量測資料做演算處理，以轉換成輸出數據，藉由該資料傳接器接收該輸出數據，而該資料傳接器透過傳輸發送給一連結裝置，以顯示該輸出數據之資訊、儲存該輸出數據之資訊及傳送該輸出數據之資訊。
31. 如申請專利範圍第30項所述之空氣過濾防護器，其中該連結裝置連結一通報處理系統，以啟動空氣品質通報機制。
32. 如申請專利範圍第30項所述之空氣過濾防護器，其中該連結裝置連結一通報處理裝置，以啟動空氣品質處理機制。