便携式雾霾清除呼吸装置及其工作方法、雾霾监控管理系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610590527.3 (22)申请日 2016.07.25 (71)申请人 河海大学常州校区 地址 213022 江苏省常州市新北区晋陵北 路200号 (72)发明人 涂加颖 朱昌平 王佳妤 杨雨 (74)专利代理机构 常州市科谊专利代理事务所 32225 代理人 孙彬 (51)Int.Cl. A62B 7/10(2006.01) A62B 18/02(2006.01) A62B 23/02(2006.01) (54)发明名称 便携式雾霾清除呼吸装置及其工作方法、 雾 霾。

2、监控管理系统 (57)摘要 本发明涉及一种便携式雾霾清除呼吸装置 及其工作方法、 雾霾监控管理系统， 本便携式雾 霾清除呼吸装置包括： 呼吸面罩、 向呼吸面罩供 气的气囊， 且该气囊预存有净化空气， 以及所述 气囊通过一雾霾清除单元补充净化空气； 本发明 的便携式雾霾清除呼吸装置， 经过超声波雾化装 置除去空气中的尘埃等大分子物质， 再由除雾装 置令含雾霾的水滴沉降， 除去净化后空气的水 汽， 达到更好地净化空气的目的， 比一般的过滤 网装置的空气净化效果好。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 106215342 A 2016.12.14 CN 106215342 A 1.一种便携式。

3、雾霾清除呼吸装置， 其特征在于， 包括： 呼吸面罩、 向呼吸面罩供气的气 囊， 且该气囊预存有净化空气， 以及 所述气囊通过一雾霾清除单元补充净化空气。 2.根据权利要求1所述的便携式雾霾清除呼吸装置， 其特征在于， 所述雾霾清除单元包括： 超声波雾化装置和除雾装置， 且所述超声波雾化装置由控制 模块控制； 其中 所述超声波雾化装置包括： 第一水槽、 由控制模块控制的微型气泵和超声波雾化器； 所述微型气泵将外界空气吸入至雾化室内， 通过所述超声波雾化器进行高频振动， 将 位于第一水槽内的液体打散成水雾， 以在空气中释放出负离子， 即实现初次净化； 再将初次 净化后的空气输入至除雾装置； 所述除。

4、雾装置包括： 第二水槽， 所述超声波雾化装置的出风管与第二水槽的底部相连， 且第二水槽的上方还设有棉布 层； 初次净化后的空气适于从第二水槽中的水中释放后， 经棉布层拦截空气中的含雾霾的 水珠， 即实现二次净化， 再将二次净化后的空气从除雾装置上部的排气管排出至气囊。 3.根据权利要求2所述的便携式雾霾清除呼吸装置， 其特征在于， 所述超声波雾化装置还包括： 水位监测电路； 所述水位监测电路包括： 位于第一水槽中的至少两根水位监测金属针， 若水位监测金 属针检测到液面低于超声波雾化器顶部时， 所述控制模块控制超声波雾化器停止工作。 4.根据权利要求3所述的便携式雾霾清除呼吸装置， 其特征在于，。

5、 所述微型气泵的进气口设有第一PM2.5检测传感器， 排气管处设有第二PM2.5检测传感 器， 所述控制模块设定进气口空气中PM2.5含量的第一阈值和二次净化空气中PM2.5含量的 第二阈值； 若第一PM2.5检测传感器检测空气中PM2.5含量低于第一阈值时， 关闭超声波雾化器； 以及 若二次净化空气中PM2.5含量超过第二阈值时， 所述控制模块适于降低微型气泵的进 气量以及提高超声波雾化器的振动频率。 5.根据权利要求4所述的便携式雾霾清除呼吸装置， 其特征在于， 所述控制模块还与 GPS模块和无线模块相连， 以将通过PM2.5传感器采集到的PM2.5含量结合通过GPS模块采集 到的地理位置。

6、信息通过无线模块上传至服务器； 以及 所述控制模块还与一显示模块相连， 通过无线模块接收并查看服务器发送的各地点对 应的PM2.5含量数据。 6.一种雾霾监控管理系统， 其特征在于， 包括： 若干如权利要求5所述的便携式雾霾清除呼吸装置， 便携式雾霾清除呼吸装置适于将 检测的所在地理位置的PM2.5含量数据上传至服务器； 所述服务器适于在地图上标出相应便携式雾霾清除呼吸装置获得的各地点对应的 PM2.5含量数据， 以发送至所述显示模块进行显示。 7.一种如权利要求1所述的便携式雾霾清除呼吸装置的工作方法， 其特征在于， 所述雾霾清除单元适于自适应调节空气净化效率， 并将净化后的空气输入至气囊中。

7、， 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 106215342 A 2 再由气囊输出至呼吸面罩。 8.根据权利要求7所述的工作方法， 其特征在于， 所述雾霾清除单元包括： 超声波雾化装置和除雾装置， 且所述超声波雾化装置由控制 模块控制； 其中 所述超声波雾化装置包括： 第一水槽、 由控制模块控制的微型气泵和超声波雾化器； 所述微型气泵将外界空气吸入至雾化室内， 通过所述超声波雾化器进行高频振动， 将 位于第一水槽内的液体打散成水雾， 以在空气中释放出负离子， 实现初次净化后， 再将初次 净化后的空气输入至除雾装置； 所述除雾装置包括： 第二水槽， 所述超声波雾化装置的出风管与第二水槽的底部。

8、相连， 且第二水槽的上方还设有棉布 层； 初次净化后的空气适于从第二水槽中的水中释放后， 经棉布层拦截空气中的含雾霾的 水珠， 即实现二次净化， 再将二次净化后的空气从除雾装置上部的排气管排出至气囊。 9.根据权利要求8所述的工作方法， 其特征在于， 所述微型气泵的进气口设有第一PM2.5检测传感器， 排气管处设有第二PM2.5检测传感 器， 所述控制模块设定进气口空气中PM2.5含量的第一阈值和二次净化空气中PM2.5含量的 第二阈值； 所述雾霾清除单元适于自适应调节空气净化效率的方法包括： 若第一PM2.5检测传感器检测空气中PM2.5含量低于第一阈值时， 关闭超声波雾化器； 以及 若二次。

9、净化空气中PM2.5含量超过第二阈值时， 所述控制模块适于降低微型气泵的进 气量以及提高超声波雾化器的振动频率。 10.根据权利要求9所述的工作方法， 其特征在于， 所述控制模块还与GPS模块和无线模 块相连， 以将通过PM2.5传感器采集到的PM2.5含量结合通过GPS模块采集到的地理位置信 息通过无线模块上传至服务器； 以及 所述控制模块还与一显示模块相连， 通过无线模块接收并查看服务器发送的各地点对 应的PM2.5含量数据。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 106215342 A 3 便携式雾霾清除呼吸装置及其工作方法、 雾霾监控管理系统 技术领域 0001 本发明涉及一种便携。

10、式雾霾清除呼吸装置及其工作方法、 雾霾监控管理系统。 背景技术 0002 现如今， 雾霾越来越严重， 人们外出活动时总是会受到它的侵袭。 现有的便携式空 气净化器净化效果一般， 没有检测装置， 则无法检测到它在不同环境中的净化效果。 同时， 天气预报检测的空气质量只是定点检测， 并不能反应每个地方不同时间的空气质量， 所以 便携式雾霾监测与去除装置为人们的户外活动提供干净洁净的空气， 为他们的出行地点选 择提供参考具有重要意义。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种便携式雾霾清除呼吸装置及其作方法， 能够供人随身携 带， 为在污染环境中户外作业的人员提供洁净的空气。 0004 为了解决上。

11、述技术问题， 本发明提供了一种便携式雾霾清除呼吸装置， 包括： 呼吸 面罩、 向呼吸面罩供气的气囊， 且该气囊预存有净化空气， 以及所述气囊通过一雾霾清除单 元补充净化空气。 0005 进一步， 所述雾霾清除单元包括： 超声波雾化装置和除雾装置， 且所述超声波雾化 装置由控制模块控制； 其中所述超声波雾化装置包括： 第一水槽、 由控制模块控制的微型气 泵和超声波雾化器； 所述微型气泵将外界空气吸入至雾化室内， 通过所述超声波雾化器进 行高频振动， 将位于第一水槽内的液体打散成水雾， 以在空气中释放出负离子， 即实现初次 净化； 再将初次净化后的空气输入至除雾装置； 所述除雾装置包括： 第二水槽。

12、， 所述超声波 雾化装置的出风管与第二水槽的底部相连， 且第二水槽的上方还设有棉布层； 初次净化后 的空气适于从第二水槽中的水中释放后， 经棉布层拦截空气中的含雾霾的水珠， 即实现二 次净化， 再将二次净化后的空气从除雾装置上部的排气管排出至气囊。 0006 进一步， 所述超声波雾化装置还包括： 水位监测电路； 所述水位监测电路包括： 位 于第一水槽中的至少两根水位监测金属针， 若水位监测金属针检测到液面低于超声波雾化 器顶部时， 所述控制模块控制超声波雾化器停止工作。 0007 进一步， 所述微型气泵的进气口设有第一PM2.5检测传感器， 排气管处设有第二 PM2.5检测传感器， 所述控制模。

13、块设定进气口空气中PM2.5含量的第一阈值和二次净化空气 中PM2.5含量的第二阈值； 若第一PM2.5检测传感器检测空气中PM2.5含量低于第一阈值时， 关闭超声波雾化器； 以及若二次净化空气中PM2.5含量超过第二阈值时， 所述控制模块适于 降低微型气泵的进气量以及提高超声波雾化器的振动频率。 0008 进一步， 所述控制模块还与GPS模块和无线模块相连， 以将通过PM2.5传感器采集 到的PM2.5含量结合通过GPS模块采集到的地理位置信息通过无线模块上传至服务器； 以及 所述控制模块还与一显示模块相连， 通过无线模块接收并查看服务器发送的各地点对应的 PM2.5含量数据。 说 明 书 。

14、1/4 页 4 CN 106215342 A 4 0009 第二方面， 本发明还提供了一种所述的便携式雾霾清除呼吸装置的工作方法。 0010 所述工作方法， 即所述雾霾清除单元适于自适应调节空气净化效率， 并将净化后 的空气输入至气囊中， 再由气囊输出至呼吸面罩。 0011 进一步， 所述雾霾清除单元包括： 超声波雾化装置和除雾装置， 且所述超声波雾化 装置由控制模块控制； 其中所述超声波雾化装置包括： 第一水槽、 由控制模块控制的微型气 泵和超声波雾化器； 所述微型气泵将外界空气吸入至雾化室内， 通过所述超声波雾化器进 行高频振动， 将位于第一水槽内的液体打散成水雾， 以在空气中释放出负离子。

15、， 实现初次净 化后， 再将初次净化后的空气输入至除雾装置； 所述除雾装置包括： 第二水槽， 所述超声波 雾化装置的出风管与第二水槽的底部相连， 且第二水槽的上方还设有棉布层； 初次净化后 的空气适于从第二水槽中的水中释放后， 经棉布层拦截空气中的含雾霾的水珠， 即实现二 次净化， 再将二次净化后的空气从除雾装置上部的排气管排出至气囊。 0012 进一步， 所述微型气泵的进气口设有第一PM2.5检测传感器， 排气管处设有第二 PM2.5检测传感器， 所述控制模块设定进气口空气中PM2.5含量的第一阈值和二次净化空气 中PM2.5含量的第二阈值； 所述雾霾清除单元适于自适应调节空气净化效率的方法。

16、包括： 若 第一PM2.5检测传感器检测空气中PM2.5含量低于第一阈值时， 关闭超声波雾化器； 以及若 二次净化空气中PM2.5含量超过第二阈值时， 所述控制模块适于降低微型气泵的进气量以 及提高超声波雾化器的振动频率。 0013 进一步， 所述控制模块还与GPS模块和无线模块相连， 以将通过PM2.5传感器采集 到的PM2.5含量结合通过GPS模块采集到的地理位置信息通过无线模块上传至服务器； 以及 所述控制模块还与一显示模块相连， 通过无线模块接收并查看服务器发送的各地点对应的 PM2.5含量数据。 0014 第三方面， 本发明还提供了一种雾霾监控管理系统， 以将各地空气中PM2.5含量。

17、上 传至服务器， 并在地图上对应区域标出， 供他人使用终端设备查看， 实现空气质量指标数据 的共享。 0015 所述雾霾监控管理系统包括： 若干便携式雾霾清除呼吸装置， 便携式雾霾清除呼 吸装置适于将检测的所在地理位置的PM2.5含量数据上传至服务器； 0016 所述服务器适于在地图上标出相应便携式雾霾清除呼吸装置获得的各地点对应 的PM2.5含量数据， 以发送至所述显示模块进行显示。 0017 本发明的有益效果是， 本发明的便携式雾霾清除呼吸装置， 经过超声波雾化装置 除去空气中的尘埃等大分子物质， 再由除雾装置令含雾霾的水滴沉降， 除去净化后空气的 水汽， 达到更好地净化空气的目的， 比一。

18、般的过滤网装置的空气净化效果好， 尤其是无需耗 材， 极大的降低了空气净化成本； 并且本装置还通过第一、 第二PM2.5检测传感器可以调节 便携式雾霾清除呼吸装置的工作状态， 实现自适应调节方式， 以及本装置还可以实时采集 各地区的空气质量， 采用GPS模块采集位置信息， 并且上传至服务器， 处理后在地图上标出， 为人们出行提供参考。 附图说明 0018 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0019 图1是本发明的便携式雾霾清除呼吸装置的结构示意图； 说 明 书 2/4 页 5 CN 106215342 A 5 0020 图2是本发明的便携式雾霾清除呼吸装置的控制原理图。 0021 图中。

19、： 气囊1、 雾霾清除单元2、 超声波雾化装置21、 除雾装置22、 第一水槽210、 微型 气泵211、 超声波雾化器212、 第二水槽220、 棉布层221。 具体实施方式 0022 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。 这些附图均为简化的示意图， 仅以 示意方式说明本发明的基本结构， 因此其仅显示与本发明有关的构成。 0023 实施例1 0024 如图1所示， 本发明的一种便携式雾霾清除呼吸装置， 包括： 呼吸面罩、 向呼吸面罩 供气的气囊1， 且该气囊1预存有净化空气， 以及所述气囊1通过一雾霾清除单元2补充净化 空气。 0025 具体的， 所述雾霾清除单元2包括： 超声波雾化装置。

20、21和除雾装置22， 且所述超声 波雾化装置21由控制模块控制； 其中所述超声波雾化装置21包括： 第一水槽210、 由控制模 块控制的微型气泵211和超声波雾化器212； 所述微型气泵211将外界空气吸入至雾化室内， 通过所述超声波雾化器212进行高频振动， 将位于第一水槽210内的液体打散成水雾(能有 效的增大水雾与空气的接触面积)， 以在空气中释放出负离子， 对粉尘捕捉起着促进作用， 即实现初次净化； 再将初次净化后的空气输入至除雾装置22； 所述除雾装置22包括： 第二水 槽220， 所述超声波雾化装置21的出风管与第二水槽220的底部相连， 且第二水槽220的上方 还设有棉布层221。

21、； 初次净化后的空气适于从第二水槽220中的水中释放后， 经棉布层221拦 截空气中的含雾霾的水珠， 即实现二次净化， 再将二次净化后的空气从除雾装置22上部的 排气管排出至气囊1。 0026 优选的， 在超声波雾化装置21还设有负离子发生器， 该负离子发生器由所述控制 模块控制。 0027 所述棉布层221中各棉布的孔径为30 m， 选择2-3层并交叉重叠放置。 0028 进一步， 所述超声波雾化装置21还包括： 水位监测电路； 所述水位监测电路包括： 位于第一水槽210中的至少两根水位监测金属针， 若水位监测金属针检测到液面低于超声 波雾化器212顶部时， 所述控制模块控制超声波雾化器21。

22、2停止工作。 0029 作为本便携式雾霾清除呼吸装置一种优选的实施方式， 以使雾霾清除单元2达到 自适应调节空气净化效率的目的， 所述微型气泵211的进气口设有第一PM2.5检测传感器， 排气管处设有第二PM2.5检测传感器， 所述控制模块设定进气口空气中PM2.5含量的第一阈 值和二次净化空气中PM2.5含量的第二阈值； 若第一PM2.5检测传感器检测空气中PM2.5含 量低于第一阈值时， 关闭超声波雾化器212； 以及若二次净化空气中PM2.5含量超过第二阈 值时， 所述控制模块适于降低微型气泵211的进气量以及提高超声波雾化器212的振动频 率。 0030 使用者通过预存有净化空气的气囊。

23、时在一定时间内， 呼吸不受影响， 超声波雾化 装置可以根据净化效果和外接空气中PM2.5含量改变工作模式， 以达到节约能耗， 保证空气 净化效果的目的。 0031 所述控制模块例如但不限于采用MSP430F5438单片机， 超声波雾化器212的振荡频 率可控， 具体的所述控制模块通过超声波驱动电路控制超声波雾化器212， 控制模块可以连 说 明 书 3/4 页 6 CN 106215342 A 6 接自动调频电路， 以调节振荡频率。 微型气泵211的进气量可以通过调节气泵的功率来实 现， 或者微型气泵211的进气口设有阀门， 通过调节阀门的开度实现进气量的控制， 以保证 空气净化效果。 003。

24、2 为了通过大数据分析使服务器获得各地区PM2.5的分布情况， 所述控制模块还与 GPS模块和无线模块相连， 以将通过PM2.5传感器采集到的PM2.5含量结合通过GPS模块采集 到的地理位置信息通过无线模块上传至服务器； 以及所述控制模块还与一显示模块相连， 通过无线模块接收并查看服务器发送的各地点对应的PM2.5含量数据。 0033 所述无线模块适于采用MG3732模块。 0034 实施例2 0035 在实施例1基础上， 本实施例2提供了一种雾霾监控管理系统， 包括若干便携式雾 霾清除呼吸装置， 便携式雾霾清除呼吸装置适于将检测的所在地理位置的PM2.5含量数据 上传至服务器； 0036 。

25、所述服务器适于在地图上标出相应便携式雾霾清除呼吸装置获得的各地点对应 的PM2.5含量数据， 以发送至所述显示模块进行显示。 0037 实施例3 0038 在实施例1基础上， 本实施例3还提供了一种所述的便携式雾霾清除呼吸装置的工 作方法， 所述雾霾清除单元2适于自适应调节空气净化效率， 并将净化后的空气输入至气囊 1中， 再由气囊1输出至呼吸面罩。 0039 具体的， 雾霾清除单元2的结构见实施例1的相应描述， 这里不再赘述。 0040 优选的， 所述微型气泵211的进气口设有第一PM2.5检测传感器， 排气管处设有第 二PM2.5检测传感器， 所述控制模块设定进气口空气中PM2.5含量的第。

26、一阈值和二次净化空 气中PM2.5含量的第二阈值。 0041 所述雾霾清除单元2适于自适应调节空气净化效率的方法包括： 0042 若第一PM2.5检测传感器检测空气中PM2.5含量低于第一阈值时， 关闭超声波雾化 器212； 以及若二次净化空气中PM2.5含量超过第二阈值时， 所述控制模块适于降低微型气 泵211的进气量以及提高超声波雾化器212的振动频率。 0043 所述控制模块还与GPS模块和无线模块相连， 以将通过PM2.5传感器采集到的 PM2.5含量结合通过GPS模块采集到的地理位置信息通过无线模块上传至服务器； 以及所述 控制模块还与一显示模块相连， 通过无线模块接收并查看服务器发送的各地点对应的 PM2.5含量数据。 0044 以上述依据本发明的理想实施例为启示， 通过上述的说明内容， 相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内， 进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容， 必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 说 明 书 4/4 页 7 CN 106215342 A 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/1 页 8 CN 106215342 A 8 。