[发明专利]防污染面罩及控制方法

说明书

本公开涉及防污染面罩及控制方法。一种具有被驱动的风扇的防污染面罩，其中风扇的旋转速度以及外部温度和可选的湿度水平被监测。风扇旋转速度或风扇旋转速度的变化用于获得与呼吸深度相关的第一值和与呼吸速率相关的第二值。这些参数与环境温度和可选的环境湿度水平结合使用，以设置风扇速度。因此，考虑用户的呼吸特性以及周围环境条件来设置风扇速度。

技术领域

本发明涉及一种具有由风扇辅助的气流的防污染面罩，用于向面罩的佩戴者提供过滤空气。

背景技术

据世界卫生组织(WHO)估计，每年有400万人死于空气污染。这一问题部分源于城市的室外空气质量。其中最差的是印度的城市，如德里，其年度污染水平超过推荐水平的10倍。然而，即使在像伦敦、巴黎和柏林等欧洲城市，污染水平也高于WHO推荐的水平。

由于该问题在短时间内无法显著改善，解决这一问题的唯一方法就是戴上面罩，面罩通过过滤提供更清洁的空气。为了提高舒适性和有效性，可以在面罩上添加一个或两个风扇。这些风扇在使用期间被接通，并且通常以恒定电压使用。出于效率和寿命原因，这些风扇通常是电换向无刷DC风扇。

佩戴者使用动力面罩的好处在于，可以缓解肺部因抵抗传统非动力面罩中过滤器的阻力吸气而引起的轻微应变。

此外，在传统非动力面罩中，吸气还会引起面罩内轻微的负压，从而导致污染物泄漏至面罩中，如果是有毒物质，这种泄漏可能证明是危险的。动力面罩稳定地向面部输送气流，并且可以，例如，提供轻微的正压，其可以通过呼气阀的阻力来确定，以确保任意泄漏是向外而非向内的。

如果风扇的操作或速度可以调节，则存在若干优点。这可以用于通过在吸气和呼气序列期间更适当的通气来改善舒适度，或者可以用于提高电效率。后者转化为更长的电池寿命或增加的通风。这两个方面都需要改进现有设计。

为了调节风扇速度，可以测量面罩内的压力，并且压力和压力变化都可以用于控制风扇。

例如，面罩内的压力可以用压力传感器测量，并且风扇速度可以根据传感器测量而变化。压力传感器非常昂贵，因而希望提供一种监测面罩内压力的替代方法。

申请人已经提出但尚未公开的一种解决方案是，使用风扇的转速作为压力测量的代表。基于风扇的转速确定压力或压力变化。使用该压力信息，可以跟踪用户的呼吸模式，还可以确定面罩是否被佩戴。该方法描述于WO2018/215225中。

申请人还提出了但尚未公开的一种解决方案是，使用罩内环境(温度和相对湿度)作为控制风扇速度的指示器。然而，面罩腔室中的传感器易受由于冷凝而引起的误差的影响，这可能使传感器响应劣化。而且，温度和湿度传感器的响应通常较慢，因此可能不能以所需速率跟踪变化。在炎热天气条件下，检测到的吸气和呼气之间的温度变化也很小。

已知的控制方法也不容易考虑用户的活动，例如用户的劳累水平。

因此，需要一种风扇速度控制方法和装置，其能够以低成本实现并且能够提供考虑了用户活动水平的风扇速度控制。

WO2016/157159公开了一种呼吸面罩，其具有风扇、出口阀和用于感测指示用户呼吸循环的参数的传感器。可选地，测量其它参数，例如湿度、温度和压力。根据所感测的参数来控制出口阀。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据本发明一个方面的实施例，提供一种防污染面罩，包括：

空气腔室；

过滤器，其形成空气腔室与空气腔室外部的周围环境之间的边界；

风扇，用于将空气从空气腔室外部吸入空气腔室内部，和/或将空气从空气腔室内部吸至外部；

用于确定风扇转速的装置；