一种口罩及通风口罩的制作方法

1.本实用新型属于口罩技术领域，具体涉及一种口罩及通风口罩。


背景技术：

2.口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进入佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的防护作用。
3.在一些较为恶劣环境中工作的人、病人，或者因为其他特殊原因，例如需要防护传染性疾病的人，需要长时间佩戴口罩，以减少环境刺激，过滤过敏原，减少病症发作，保护呼吸道等。但长时间佩戴口罩时由于气流不畅、二氧化碳积聚、通风困难等，导致呼吸不畅、缺氧等问题。且被口罩罩住的部分温度过高，引起脸部表面细菌滋生着床，长期使用易发生面部痤疮等问题。呼出的热气在口罩里无法很迅速的散发出，会在口罩里产生较高温度的水汽，使人感觉很不舒服，同时温暖潮湿的环境有利于细菌的滋生，如果不定时更换还容易引发疾病。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种有利于进气和排气的通风系统，并将其应用在口罩上。
5.本实用新型所采用的技术方案为：
6.一种通风系统，包括处理器、用于排气的排气风扇和用于进气的进风风扇；所述进风风扇通过功率放大器a与所述处理器相连接，所述排气风扇通过功率放大器b与所述处理器相连接。
7.进一步的，还包括用于感应气压的气压传感器，所述气压传感器与所述处理器相连接。
8.所述气压传感器用于不断检测气压值，气压传感器输出反映气压大小的数字信号，该数字信号直接输入所述处理器，然后进行算法与优化处理。经所述处理器处理后，变成两路输出信号，分别送至所述功率放大器a和所述功率放大器b。所述功率放大器a根据所述处理器输出信号产生相应的电压、电流，驱动所述进风风扇，调节进气量的大小。同样的，所述功率放大器b根据所述处理器输出信号产生相应的电压、电流，驱动所述排气风扇，调节排气量的大小。根据气压大小来调节所述进风风扇和所述排气风扇的转速，实现进风风扇和排气风扇转速的精细调控，以达到合理调节进气量和排气量的目的。
9.所述气压传感器用于测量的气压大小，所述气压传感器为现有的气压传感器。所述处理器对输入信号进行算法与优化处理，是一个常规电子元件。所述功率放大器a和所述功率放大器b对输入信号进行功率放大，输出具有一定功率的电压、电流，驱动风扇转动，均是的常规功率放大器。
10.一种设置有上述的通风系统的口罩，包括口罩主体和对称设置在所述口罩主体两侧的口罩带，所述通风系统设置在所述口罩主体上，所述口罩主体上还设置有用于给所述通风系统供电的电源，所述电源上设置有开关。所述电源为电池，所述电池上设置有开关。
11.在使用现有的一些口罩时，由于气流不畅、二氧化碳积聚、通风困难，导致呼吸不畅、被口罩罩住的部分温度过高，长时间佩戴引起脸部表面细菌滋生着床，长期使用者易发生面部痤疮等问题。本实用新型的口罩主体上设置有所述通风系统，使得进气和排气与佩戴者的呼吸节奏相配合，便于通风，使得气流通畅，可有效减少二氧化碳积聚，防止在使用过程中面部温度过高、脸部表面细菌滋生，防止面部痤疮或病菌感染等，增加使用舒适度。
12.为了使进气和排气与佩戴者的呼吸节奏有效配合，本实用新型通过传感信息及信息处理，实施闭环精细通风调控，以最大程度获得使用舒适度。因此，根据以下两种情况，在系统中执行算法步骤如下：
13.情况一、气压越高气压传感器输出电压越高，则执行算法步骤如下：
14.1.处理器对其输入信号进行采样及模数信号转换，这里，输入信号是来自气压传感器的输出信号。对输入信号的n样点计算平均值u0并存储u0(n是正整数，n＞＞1)；不断更新并存储u0(u0代表气压平均值)。
15.2.采集l输入信号样点，对其中m样点计算平均值u1，且满足1≤m＜ l<<n(u1代表当前气压值)。不断采集信号样点并对每l输入信号样点，按照上述方式计算平均值u1，然后比较u1与u0的值。如果u1≥u0(指示当前气压值高于或者等于气压平均值)，执行下面步骤3；如果u1＜u0(指示当前气压值低于气压平均值)，执行下面步骤4。
16.3.处理器输出两个电压平均值y
a
＝v1，y
b
＝v2,由此引起功率放大器a 输出相应电流平均值i1，功率放大器b输出相应电流平均值i2，且满足 v2≥v1,i2≥i1。
17.4.处理器输出两个电压平均值y
a
＝v3，y
b
＝v4,由此引起功率放大器a 输出相应电流平均值i3，功率放大器b输出相应电流平均值i4，且满足 v3＞v4,i3＞i4。
18.情况二、气压越高气压传感器输出电压越低，则执行算法步骤如下：
19.1.处理器对其输入信号进行采样及模数信号转换，这里，输入信号是来自气压传感器的输出信号。对输入信号的n样点计算平均值u0并存储u0(n是正整数，n＞＞1)；不断更新并存储u0(u0代表气压平均值)。
20.2.采集l输入信号样点，对其中m样点计算平均值u1，且满足1≤m＜l<<n (u1代表当前气压值)。不断采集信号样点并对每l输入信号样点，按照上述方式计算平均值u1，然后比较u1与u0的值。如果u1≥u0(指示当前气压值低于或者等于气压平均值)，执行下面步骤3；如果u1＜u0(指示当前气压值高于气压平均值)，执行下面步骤4。
21.3.处理器输出两个电压平均值y
a
＝v1，y
b
＝v2,由此引起功率放大器a 输出相应电流平均值i1，功率放大器b输出相应电流平均值i2，且满足 v1≥v2,i1≥i2。
22.4.处理器输出两个电压平均值y
a
＝v3，y
b
＝v4,由此引起功率放大器a 输出相应电流平均值i3，功率放大器b输出相应电流平均值i4，且满足 v4＞v3,i4＞i3。
23.更进一步的，所述进风风扇和所述排气风扇上均设置有过滤片。所述过滤片可设置在所述进风风扇和所述排气风扇靠近人体的一面，也可以设置在所述进风风扇和所述排气风扇远离人体的一面，或是覆盖在所述进风风扇和所述排气风扇的两侧。
24.更进一步的，所述口罩主体由透明材质制成，所述进风风扇及排气风扇对称设置
在所述口罩主体的两侧。所述口罩主体可采用透明材质，以解决戴口罩面部遮挡，工作及社交活动不便的问题。
25.更进一步的，所述口罩主体由不透气材质制成。
26.更进一步的，所述口罩主体上还设置有音频放大装置，所述音频放大装置与所述电源相连接；所述音频放大装置包括麦克风、与所述麦克风相连接的放大器和与所述放大器相连接的扬声器，为了保证口罩佩戴者与他人语音交流通畅。
27.更进一步的，所述口罩主体上还设置有透明的护眼片。采用头环固定所述口罩，且将电池及一部分电子元件放置在头环上，以减轻所述口罩主体重量。
28.本实用新型的有益效果为：
29.本实用新型口罩设置有通风系统，使得气流通畅，解决传统口罩透气性差，使用者呼吸困难的问题。还通过传感信息及信息处理，实施闭环精细通风调控，使进风和排气与佩戴者的呼吸节奏相配合，使用体验佳，使用者可以舒适地长时间佩戴。本实用新型口罩可有效减少二氧化碳积聚，防止在使用过程中面部温度过高、脸部表面细菌滋生，防止面部痤疮等。
附图说明
30.图1是本实用新型的结构示意图。
31.图2是本实用新型通风系统的原理图。
32.图3是本实用新型音频放大装置的原理图。
33.图中：1
‑
口罩主体；2
‑
口罩带；3
‑
气压传感器；4
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处理器；5
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麦克风；6
‑
放大器；7
‑
功率放大器a；8
‑
排气风扇；9
‑
进风风扇；10
‑
功率放大器b；11
‑
扬声器；12
‑
电源。
具体实施方式
34.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。
35.实施例1：
36.如图1至图2所示，本实施例的一种通风系统，包括用于感应气压的气压传感器3、用于排气的排气风扇8和用于进气的进风风扇9，还包括处理器4、所述进风风扇9通过功率放大器a7与所述处理器4相连接，所述排气风扇8 通过功率放大器b10与所述处理器4相连接。
37.本实施例的一种口罩，包括口罩主体1和对称设置在所述口罩主体1两侧的口罩带2，所述通风系统设置在所述口罩主体1上，所述口罩主体1上还设置有用于给所述通风系统供电的电源12，所述电源12上设置有开关。
38.口罩带2设置在口罩主体1的两侧，用于将口罩固定在人体面部。气压传感器3、进风风扇9、排气风扇8、功率放大器a7、功率放大器b10、电源12 和调节开关均设置在口罩主体1远离人体的一面。进风风扇9和排气风扇8对称设置在口罩主体1上，功率放大器a7设置在进风风扇9的上方，功率放大器b10设置在排气风扇8的上方。
39.气压传感器3用于感应口罩内的压力，不断检测气压值，转变为数字信号输入处理器4，处理器4进行算法与优化处理，数字信号经处理器4处理后，变成两路信号，分别输送至功率放大器a7和功率放大器b10。功率放大器a7 根据处理器4输出的信号产生相应的电压，
驱动进风风扇9，调节进气量的大小。同样的，功率放大器b10根据处理器4输出的信号产生相应的电压，驱动排气风扇8，调节排气量的大小。根据口罩主体1内的气压大小来调节进风风扇9和排气风扇8的风量大小，实现进风风量及排气风量的精细调控，使得进气和排气与佩戴者的呼吸节奏相匹配，提高了佩戴舒适度。
40.气压传感器3用于测量口罩内的气压大小，气压传感器3为现有的气压传感器3，选用型号为bmp280的气压传感器3。处理器4的型号为 stm32l010k8t6，功率放大器a7和功率放大器b10型号均为l298n。进风风扇9和排气风扇8的型号均为ad0405hb
‑
g70。
41.具体调控过程根据以下算法执行。
42.1.处理器4对其输入信号进行采样及模数信号转换，这里，输入信号是来自气压传感器3的信号。对输入信号的n＝3000样点计算平均值u0并存储u0；不断更新并存储u0。
43.2.采集l＝300输入信号样点，对其中m＝40样点计算平均值u1。不断采集信号样点并对每l＝300输入信号样点，按照上述方式计算平均值u1，然后比较u1与u0的值。如果u1≥u0(指示当前气压值高于或者等于气压平均值)，执行下面步骤3；如果u1＜u0(指示当前气压值低于气压平均值)，执行下面步骤4。
44.3.处理器4输出两个电压平均值y
a
＝1.4v，y
b
＝3.1v,由此引起功率放大器a7输出相应电流平均值i1＝12ma，功率放大器b10输出相应电流平均值 i2＝35ma。
45.4.处理器4输出两个电压平均值y
a
＝3.1v，y
b
＝1.4v,由此引起功率放大器a7输出相应电流平均值i3＝35ma，功率放大器b10输出相应电流平均值 i4＝12ma。
46.口罩主体1采用透明材质，进风风扇9及排气风扇8分别放置于口罩两侧；口罩两侧风扇处设置有空气过滤材料，覆盖进风风扇9及排气风扇8。
47.在使用现有的一些口罩时，由于气流不畅、二氧化碳积聚、通风困难，导致呼吸不畅、被口罩罩住的部分温度过高，长时间佩戴引起脸部表面细菌滋生着床，长期使用者易发生面部痤疮等问题。本实用新型的口罩主体1上设置有进风风扇9和排气风扇8，并且通过处理器4和功率放大器调节进风风扇9和排气风扇8的运转，使得进气和排气与佩戴者的呼吸节奏相配合，便于通风，使得气流通畅，可有效减少二氧化碳积聚，防止在使用过程中面部温度过高、脸部表面细菌滋生，防止面部痤疮等，增加使用的舒适度。
48.气压传感器3、处理器4、功率放大器a7、功率放大器b10、进风风扇9 和排气风扇8均与电源12相连接。开关用于控制电流的通断。
49.实施例2：
50.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化的限定，如图1至图2所示，本实施例的一种通风系统，本实施例的一种通风系统，包括用于感应气压的气压传感器3、用于排气的排气风扇8和用于进气的进风风扇9，还包括处理器4、所述进风风扇9通过功率放大器a7与所述处理器4相连接，所述排气风扇8 通过功率放大器b10与所述处理器4相连接。
51.本实施例的一种口罩，包括口罩主体1和对称设置在所述口罩主体1两侧的口罩带2，所述通风系统设置在所述口罩主体1上，所述口罩主体1上还设置有用于给所述通风系统供电的电源12，所述电源12上设置有开关。
52.气压传感器3用于测量口罩内的气压大小，气压传感器3为现有的气压传感器3，选用型号为bmp280的气压传感器3。处理器4的型号为 stm32l010k8t6，功率放大器a7和功率放大器b1010型号均为l298n。进风风扇9和排气风扇8的型号均为ad0405hb
‑
g70。
53.口罩主体1还装置音频放大装置，所述音频放大装置主要包括麦克风5、放大器6、扬声器11，如图3所示。选用微型贴片麦克风5，型号：wm7231；小型放大器6，型号：pam8403；微型扬声器11，型号：1525
‑
d8
‑
0.5w。
54.实施例3：
55.本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化的限定，如图1至图3所示，本实施例的一种通风系统，包括处理器4、用于排气的排气风扇8和用于进气的进风风扇9；所述进风风扇9通过功率放大器a7与所述处理器4相连接，所述排气风扇8通过功率放大器b10与所述处理器4相连接。还包括用于感应气压的气压传感器3，所述气压传感器3与所述处理器4相连接。
56.所述气压传感器3用于不断检测气压值，气压传感器3输出反映气压大小的数字信号，该数字信号直接输入所述处理器4，然后进行算法与优化处理。经所述处理器4处理后，变成两路输出信号，分别送至所述功率放大器a7和所述功率放大器b10。所述功率放大器a7根据所述处理器4输出信号产生相应的电压、电流，驱动所述进风风扇9，调节进气量的大小。同样的，所述功率放大器b10根据所述处理器4输出信号产生相应的电压、电流，驱动所述排气风扇8，调节排气量的大小。根据气压大小来调节所述进风风扇9和所述排气风扇8的转速，实现进风风扇9和排气风扇8转速的精细调控，以达到合理调节进气量和排气量的目的。
57.所述气压传感器3用于测量的气压大小，所述气压传感器3为现有的气压传感器3。所述处理器4对输入信号进行算法与优化处理，是一个常规电子元件。所述功率放大器a7和所述功率放大器b10对输入信号进行功率放大，输出具有一定功率的电压、电流，驱动风扇转动，均是的常规功率放大器6。气压传感器3用于测量口罩内的气压大小，气压传感器3为现有的气压传感器3，选用型号为bmp280的气压传感器3。处理器4的型号为stm32l010k8t6，功率放大器a7和功率放大器b10型号均为l298n。进风风扇9和排气风扇8 的型号均为ad0405hb
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g70。
58.一种设置有上述的通风系统的口罩，包括口罩主体1和对称设置在所述口罩主体1两侧的口罩带2，所述通风系统设置在所述口罩主体1上，所述口罩主体1上还设置有用于给所述通风系统供电的电源12，所述电源12上设置有开关。所述电源12为电池，所述电池上设置有开关。
59.在使用现有的一些口罩时，由于气流不畅、二氧化碳积聚、通风困难，导致呼吸不畅、被口罩罩住的部分温度过高，长时间佩戴引起脸部表面细菌滋生着床，长期使用者易发生面部痤疮等问题。本实用新型的口罩主体1上设置有所述通风系统，使得进气和排气与佩戴者的呼吸节奏相配合，便于通风，使得气流通畅，可有效减少二氧化碳积聚，防止在使用过程中面部温度过高、脸部表面细菌滋生，防止面部痤疮或病菌感染等，增加使用舒适度。
60.为了使进气和排气与佩戴者的呼吸节奏有效配合，本实用新型通过传感信息及信息处理，实施闭环精细通风调控，以最大程度获得使用舒适度。
61.所述进风风扇9和所述排气风扇8上均设置有过滤片。所述过滤片可设置在所述进风风扇9和所述排气风扇8靠近人体的一面，也可以设置在所述进风风扇9和所述排气风扇8远离人体的一面，或是覆盖在所述进风风扇9和所述排气风扇8的两侧。
62.所述口罩主体1由透明材质制成，所述进风风扇9及排气风扇8对称设置在所述口
罩主体1的两侧。所述口罩主体1采用透明材质，以解决戴口罩面部遮挡，工作及社交活动不便的问题。
63.所述口罩主体1上还设置有音频放大装置，所述音频放大装置与所述电源 12相连接；所述音频放大装置包括麦克风5、与所述麦克风5相连接的放大器 6和与所述放大器6相连接的扬声器11。所述音频放大装置主要包括麦克风5、放大器6、扬声器11，如图3所示。选用微型贴片麦克风5，型号：wm7231；小型放大器6，型号：pam8403；微型扬声器11，型号：1525
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d8
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0.5w。所述口罩采用头环固定所述口罩，且将电池及一部分电子元件放置在头环上，以减轻所述口罩主体1重量。
64.本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。