一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩的制作方法

本发明涉及高原防护呼吸装备，具体为一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩。

背景技术：

1、高原地区具有海拔高、大气压力低、空气稀薄的特点，单位体积空气中的氧气分压远低于平原地区。人员进入高原环境后，极易因吸入氧气不足导致机体缺氧，进而引发头痛、头晕、胸闷、气短、四肢乏力等高原反应，严重时会影响人体健康与正常行动能力。

2、目前市面上的传统高原防护口罩仅具备防风、防尘、保暖、简单过滤杂质的基础功能，无法对吸入的稀薄空气进行增压提质，不能提升吸入空气的氧分压，无法从根源改善高原缺氧问题，缓解高反效果极差。

3、现有少数电动呼吸防护设备存在以下技术问题：

4、其一，无海拔自适应调节功能，多为固定档位运行，低海拔使用能耗过高、续航短，高海拔缺氧严重时供氧力度不足，适配性差；

5、其二，气路设计不合理，进气与呼气无独立通道，人体呼出的二氧化碳易在口罩腔体内堆积，造成废气二次吸入，加剧身体缺氧不适感。

6、其三，现有设备单纯依靠过滤或简单送风，无法有效提升人体血氧利用率，高反缓解效果有限。

7、基于以上现有技术的不足，亟需研发一款结构合理、原理科学、可自适应不同海拔、废气独立外排的高原专用呼吸口罩。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是：提供一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，旨在通过机械增压方式提升吸入空气的氧分压，配合负氧离子优化人体氧气利用效率，同时实现不同海拔条件下的自动适配运行、呼出废气的独立定向外排，以科学有效地缓解高原反应症状，提升佩戴舒适性与使用安全性。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，包括口罩主体以及设置在所述口罩主体内侧、用于贴合人体口鼻区域的呼吸腔体，所述口罩主体集成有增压进气模块、海拔自适应控制模块和废气外排模块；

4、所述增压进气模块包括微型涡轮风机、增压气流通道和负氧离子发生器，所述微型涡轮风机的进气端与外界大气连通，出气端与所述增压气流通道的输入端连通，所述负氧离子发生器设置于所述增压气流通道内，用于对所述增压气流通道内的空气进行电离以产生负氧离子，所述增压气流通道的输出端与所述呼吸腔体连通；

5、所述海拔自适应控制模块包括海拔检测单元和主控电路板，所述海拔检测单元用于采集环境海拔数据并传输至所述主控电路板，所述主控电路板分别与所述微型涡轮风机和所述负氧离子发生器电性连接，用于根据所述海拔数据调节所述微型涡轮风机的转速和所述负氧离子发生器的输出功率；

6、所述废气外排模块包括呼气排气通道和单向排气阀，所述呼气排气通道的一端与所述呼吸腔体连通，另一端贯穿至所述口罩主体的外侧，所述单向排气阀设置于所述呼气排气通道的排气口处，所述呼气排气通道与所述增压气流通道彼此独立且不连通。

7、进一步，所述口罩主体内部还集成有语音扩音模块，所述语音扩音模块包括微型拾音麦克风和外放微型喇叭，所述微型拾音麦克风布置于呼吸腔体靠近口腔一侧，所述外放微型喇叭嵌装于口罩主体侧壁，所述微型拾音麦克风和外放微型喇叭均连接于主控电路板，所述主控电路板集成有音频信号处理电路，所述音频信号处理电路的输入端与微型拾音麦克风连接，输出端与外放微型喇叭连接。所述微型拾音麦克风采集佩戴者的人声声波信号，经主控电路板降噪、信号放大处理后，驱动外放微型喇叭发声，抵消口罩结构对声波的阻隔衰减，提升佩戴者对外沟通的音量与清晰度。

8、进一步，所述主控电路板被配置为根据所述海拔检测单元采集的海拔数据输出相应的驱动信号，随海拔升高所述驱动信号同步增大所述微型涡轮风机的转速和所述负氧离子发生器的输出功率。

9、进一步，所述单向排气阀为硅胶单向止回阀，其导通方向设置为仅允许气体从所述呼吸腔体内部向外部排出，且阻断外界气体从所述呼气排气通道反向进入所述呼吸腔体。

10、进一步，所述口罩主体的夹层内还设置有绝缘隔离层，所述微型涡轮风机、所述负氧离子发生器和所述主控电路板均设置于所述绝缘隔离层的远离人体面部的一侧，与所述呼吸腔体及人体面部区域完全隔离。

11、进一步，所述微型涡轮风机、所述负氧离子发生器和所述主控电路板均为嵌入式薄型结构，整体容纳于所述口罩主体的夹层空间内且不凸出于所述口罩主体的外表面。

12、进一步，所述口罩主体的边缘采用弹性密封结构，用于贴合人体面部轮廓以维持所述呼吸腔体的气密性。

13、总的说来，本发明具有如下优点：

14、1.双重科学增效，高效缓解高反：采用机械增压提升进气氧分压与负氧离子优化血氧利用效率的双重协同机制，从气源端与人体吸收端双向改善高原缺氧问题，原理科学严谨，能够有效提升血氧饱和度，显著缓解头晕、胸闷、气短等高原反应症状。

15、2.全海拔智能自适应：搭载海拔检测单元与主控电路板构成的自适应控制系统，通过硬件选通结构实现不同海拔下风机增压强度与负氧离子生成量的自动匹配，兼顾低海拔节能续航与高海拔强效供氧的双重需求，适配场景广泛，无需人工手动调节。

16、3.双路独立换气，呼吸洁净舒适：进气与排气独立双通道设计，配合单向止回排气结构，实现废气定向外排与外界杂质有效隔绝，无废气滞留及二次吸入问题，呼吸阻力小，佩戴舒适性佳。

17、4.结构安全耐用：所有电气元器件嵌入式隐藏安装，轻量化且无佩戴负担；电气部件与人体完全隔离，使用安全可靠；限定专属使用场景，有效规避设备故障，延长使用寿命。

18、5.气密性良好，增压效果稳定：口罩边缘弹性密封结构贴合面部轮廓，保障呼吸腔体气密性，避免增压气体外泄，确保各模块功能稳定运行。

1.一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，包括口罩主体（1）以及设置在口罩主体（1）内侧、用于贴合人体口鼻区域的呼吸腔体（2），其特征在于：所述口罩主体（1）集成有增压进气模块、海拔自适应控制模块和废气外排模块；

2.根据权利要求1所述的一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，其特征在于：所述口罩主体（1）内部还集成有语音扩音模块，所述语音扩音模块包括微型拾音麦克风（10）和外放微型喇叭（11），所述微型拾音麦克风（10）布置于呼吸腔体（2）靠近口腔一侧，所述外放微型喇叭（11）嵌装于口罩主体（1）侧壁，所述微型拾音麦克风（10）和外放微型喇叭（11）均连接于主控电路板（7），所述主控电路板（7）集成有音频信号处理电路，所述音频信号处理电路的输入端与微型拾音麦克风连接，输出端与外放微型喇叭连接。

3.根据权利要求1所述的一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，其特征在于：所述主控电路板（7）被配置为根据所述海拔检测单元（6）采集的海拔数据输出相应的驱动信号，随海拔升高所述驱动信号同步增大所述微型涡轮风机（3）的转速和所述负氧离子发生器（5）的输出功率。

4.根据权利要求1所述的一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，其特征在于：所述单向排气阀（9）为硅胶单向止回阀，其导通方向设置为仅允许气体从所述呼吸腔体（2）内部向外部排出，且阻断外界气体从所述呼气排气通道（8）反向进入所述呼吸腔体（2）。

5.根据权利要求1所述的一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，其特征在于：所述口罩主体（1）的夹层内还设置有绝缘隔离层，所述微型涡轮风机（3）、所述负氧离子发生器（5）和所述主控电路板（7）均设置于所述绝缘隔离层的远离人体面部的一侧，与所述呼吸腔体（2）及人体面部区域完全隔离。

6.根据权利要求1所述的一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，其特征在于：所述微型涡轮风机（3）、所述负氧离子发生器（5）和所述主控电路板（7）均为嵌入式薄型结构，整体容纳于所述口罩主体（1）的夹层空间内且不凸出于所述口罩主体（1）的外表面。

7.根据权利要求1所述的一种海拔自适应高原增压负离子供氧口罩，其特征在于：所述口罩主体（1）的边缘采用弹性密封结构，用于贴合人体面部轮廓以维持所述呼吸腔体（2）的气密性。