一种自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统论文和设计-王新文

全文摘要

本实用新型公开了一种自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统，包括呼吸面罩和动力送风呼吸器，所述呼吸面罩的进气端与动力送风呼吸器的输气端通过供气管相联通。本实用新型使用者无需通过机械调解风量快慢，呼吸的舒适性使用的便捷性都能得到解决；便于检测周围环境温湿度、有毒气体含量情况，通过液晶屏进行显示；使用集成化语音通讯系统，与就近队友以及远端指挥中心进行语音通讯；可实时监测呼吸器过滤装置的过滤功能是否正常工作，避免过滤装置失效带来身体危害，结构巧妙，设计新颖，具有良好的应用前景。

主设计要求

1.一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，其特征在于：包括呼吸面罩（1）和动力送风呼吸器（2），所述呼吸面罩（1）的进气端与动力送风呼吸器（2）的输气端通过供气管（3）相联通，所述呼吸面罩（1）包括面罩基体（101），所述面罩基体（101）的前侧安装有口鼻罩（102），所述口鼻罩（102）内安装有麦克风，所述口鼻罩（102）的前端部与供气管（3）的一端相联通，所述口鼻罩（102）上安装有供气开关按钮（103），所述口鼻罩（102）的下方安装有弧形下巴罩壳体（104），所述弧形下巴罩壳体（104）内设置有呼吸面罩控制线路板，所述弧形下巴罩壳体（104）的两端部之间设置有面罩固定边框（105）；所述弧形下巴罩壳体（104）上设置有面罩端电源开关（106）、指示灯面板（107）、多个第一气体检测传感器（108）、第一扬声器（109）、第一充电接口（110）、气体含量等级指示灯（111）、对讲机接口（112）、第一无线对码按键（113）、出气口（114）和PTT按钮（115），所述面罩端电源开关（106）、指示灯面板（107）、多个第一气体检测传感器（108）、第一扬声器（109）、第一充电接口（110）、气体含量等级指示灯（111）、对讲机接口（112）、第一无线对码按键（113）、出气口（114）和PTT按钮（115）分别与呼吸面罩控制线路板电连接；所述弧形下巴罩壳体（104）的一端部还安装有耳机杆（116），所述耳机杆（116）的端部安装有耳机（117）。

设计方案

1.一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，其特征在于：包括呼吸面罩（1）和动力送风呼吸器（2），所述呼吸面罩（1）的进气端与动力送风呼吸器（2）的输气端通过供气管（3）相联通，

所述呼吸面罩（1）包括面罩基体（101），所述面罩基体（101）的前侧安装有口鼻罩（102），所述口鼻罩（102）内安装有麦克风，所述口鼻罩（102）的前端部与供气管（3）的一端相联通，所述口鼻罩（102）上安装有供气开关按钮（103），所述口鼻罩（102）的下方安装有弧形下巴罩壳体（104），所述弧形下巴罩壳体（104）内设置有呼吸面罩控制线路板，所述弧形下巴罩壳体（104）的两端部之间设置有面罩固定边框（105）；

所述弧形下巴罩壳体（104）上设置有面罩端电源开关（106）、指示灯面板（107）、多个第一气体检测传感器（108）、第一扬声器（109）、第一充电接口（110）、气体含量等级指示灯（111）、对讲机接口（112）、第一无线对码按键（113）、出气口（114）和PTT按钮（115），所述面罩端电源开关（106）、指示灯面板（107）、多个第一气体检测传感器（108）、第一扬声器（109）、第一充电接口（110）、气体含量等级指示灯（111）、对讲机接口（112）、第一无线对码按键（113）、出气口（114）和PTT按钮（115）分别与呼吸面罩控制线路板电连接；

所述弧形下巴罩壳体（104）的一端部还安装有耳机杆（116），所述耳机杆（116）的端部安装有耳机（117）。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，其特征在于：所述动力送风呼吸器（2）包括安装腰带（201），所述安装腰带（201）可固定在使用者的腰部，所述安装腰带（201）的前侧面安装有送风呼吸器壳体（202），所述送风呼吸器壳体（202）内安装有动力送风呼吸控制线路板，所述送风呼吸器壳体（202）的上侧面安装有控制面板，所述控制面板上设置有档位调节开关（203）、气体压力传感器（204）、显示屏（205）、呼吸器端电压开关（206）、第二无线对码按键（207）、第二扬声器（208）和多个第二气体检测传感器（209），所述档位调节开关（203）、气体压力传感器（204）、显示屏（205）、呼吸器端电压开关（206）、第二无线对码按键（207）、第二扬声器（208）和多个第二气体检测传感器（209）分别与动力送风呼吸控制线路板电连接，

所述送风呼吸器壳体（202）的前侧面安装有等间隔分布的多个有毒气体过滤器（210），所述送风呼吸器壳体（202）的端部与供气管（3）的另一端相联通。

3.根据权利要求1所述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，其特征在于：所述弧形下巴罩壳体（104）上还设置有对称分布的第一高亮LED灯（118），一侧的第一高亮LED灯（118）的下方设置有照明按键（119），所述照明按键（119）、第一高亮LED灯（118）分别与呼吸面罩控制线路板电连接，所述第一气体检测传感器（108）为多个，对称设置在弧形下巴罩壳体（104）的两侧。

4.根据权利要求2所述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，其特征在于：所述控制面板上还设置有第二高亮LED灯（211），所述第二高亮LED灯（211）与动力送风呼吸控制线路板电连接。

5.根据权利要求2所述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，其特征在于：所述第二气体检测传感器（209）的数量为四个，等间隔分布的控制面板的一侧，所述有毒气体过滤器（210）为三个。

6.一种自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，其特征在于：包括安装在呼吸面罩（1）内呼吸面罩控制线路板、安装在动力送风呼吸器（2）内的动力送风呼吸控制线路板，所述呼吸面罩控制线路板、动力送风呼吸控制线路板之间通过无线传输模块进行通讯，

所述呼吸面罩控制线路板，包括面罩端控制器、远端对讲通讯模块、语音降噪模块、语音扩音模块、主控开关模块、第一充电模块、应急照明及报警模块、内部有毒气体监测模块、气体浓度等级显示模块和第一无线传输模块，所述第一充电模块用于给呼吸面罩控制线路板、动力送风呼吸控制线路板供电，所述语音降噪模块、主控开关模块、第一充电模块、应急照明及报警模块、内部有毒气体监测模块、气体浓度等级显示模块和第一无线传输模块分别与面罩端控制器相连接，所述远端对讲通讯模块、语音扩音模块分别与语音降噪模块相连接；

所述动力送风呼吸控制线路板，包括呼吸端控制器、第二充电模块、档位调节开关模块、自调节送风模块、第二无线传输模块、温湿度传感器、气体浓度监测模块、显示屏模块、报警模块、气体压力监测模块和风机驱动电路，所述档位调节开关模块、第二充电模块、自调节送风模块、第二无线传输模块、温湿度传感器、气体浓度监测模块、显示屏模块、报警模块、气体压力监测模块和风机驱动电路分别与呼吸端控制器相连接，所述自调节送风模块，在调节至风量自动调节档位时，通过气体压力监测模块，监测人的呼吸压力变化以及外部环境气压，通过风机驱动电路智能调节风机送风量，保证呼吸面罩（1）内的内气压大于环境气压，实现正压调节。

7.根据权利要求6所述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，其特征在于：所述气体浓度监测模块通过第二气体检测传感器（209）对环境中各种气体浓度进检测，并通过显示屏模块显示；所述气体浓度等级显示模块设置有4个等级，用于说明气体超标程度，第1级状态下可不佩戴面罩；第2级提醒使用者佩戴呼吸面罩（1）；第3级提醒使用者有毒气体含量高，不可长时间作业；第4级表示有毒气体超标，提醒使用者必须马上撤离，并触发报警模块提醒使用者与就近的队友。

8.根据权利要求6所述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，其特征在于：所述第一无线传输模块、第二无线传输模块均为BLE蓝牙无线传输模块，用于将呼吸面罩（1）、动力送风呼吸器（2）建立无线连接，并传输数据，所述第一无线传输模块、第二无线传输模块在初次使用时候，通过第一无线对码按键（113）、第二无线对码按键（207）设置连接。

9.根据权利要求6所述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，其特征在于：所述第一、第二充电模块与分别对应的第一充电接口（110）、第二充电接口相连接，所述第一、第二充电模块均包括电池、充电管理模块、电池电量检测电路，所述充电管理模块与充电接口相连接，所述充电管理模块与电池相连接，所述电池通过电池电量检测电路与对应的控制器相连接，所述电池的电能输出端分别给对应的控制线路板供电，所述第一、第二充电接口均为防水型充电接口。

10.根据权利要求6所述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，其特征在于：所述远端对讲通讯模块设置有语音输入电路、PTT输入电路和语音输出电路，所述语音输入电路、PTT输入电路和语音输出电路构成对讲机接口，所述语音输入电路与语音降噪模块相连接，所述PTT输入电路与PTT按钮（115）相连接，所述语音输出电路与耳机（117）相连接，可使用手动PTT按钮（115）的方式进行语音发射，还可由呼吸面罩（1）设定语音发射模式，控制语音降噪模块实现自动语音发射，所述远端对讲通讯模块还包括听筒，用于接听远端发送过来的语音内容。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及呼吸测量技术领域，具体涉及一种自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统。

背景技术

动力送风防毒面罩呼吸系统，由动力送风呼吸器与呼吸面罩组成，动力送风呼吸器将过滤后的洁净空气向送给呼吸面罩，并维持呼吸面罩内部一定的正压值。相对传统的自吸式呼吸器，用以电为动力的动力送风呼吸器能够克服过滤元件的通气阻力，降低了使用者的呼吸负荷，使之更适合较高劳动强度的作业需求。正因为该种特性，动力送风防毒面罩呼吸系统广泛的应用于污染空气环境下工作人员的呼吸防护。

一个典型的动力送风系统通常包括一个能提供一定压力的风机、向风机提供动力的电池或电源、位于送风系统进气口的一个或多个过滤器以及控制元器件组成，其中，风机和过滤器可直接安装在呼吸面罩上，或者独立安装在一个外壳上，通过软管与呼吸面罩相连接。目前，市面上存在的动力送风防毒面罩呼吸系统，仅仅只有电源指示灯，功能简单、安全性低，存在以下不足，具体如下：

（1）使用者无法得知当前作业环境内各气体浓度值为多少，必须携带气体浓度检测仪进行查看，且每次查看的时候还需要拿起检测仪进行操作并查看，没有有毒气体检测功能，进入有毒气体扩散区域时无法实时获取当前环境有毒气体浓度含量，面罩内部没有有毒气体显示装置，使用者必须拿起额外携带的气体检测设备进行查看，不便于使用者携带与操作；

（2）使用者并不知动力送风呼吸器的过滤器是否正常起到过滤作用，自己呼吸到的空气是否安全；

（3）传统的动力送风呼吸器，只能通过手动调节风量大小，一直处于同一档，长时间作业时舒适度会受到很大影响，风机送风量不能与人的呼吸压力智能协调，普遍都是机械调解不同风量，如风速一档，风速二档，关机功能操作繁琐。对于使用者来说，呼吸的舒适性使用的便捷性都不能得到很好的解决；

（4）传统的呼吸面罩无通讯功能，只能通过携带对讲机进行与外接交流，没有集成化语音通讯系统，不便于使用者与就近队友以及远端指挥中心进行语音通讯。

（5）没有内部有毒气体检测功能，只能根据呼吸器的过滤装置使用次数或时间大致确认是否需要更换，不能完全确保过滤装置是否有效，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有的动力送风防毒面罩呼吸系统所存在的各种问题。本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统，使用者无需通过机械调解风量快慢，呼吸的舒适性使用的便捷性都能得到解决；便于检测周围环境温湿度、有毒气体含量情况，通过液晶屏进行显示；使用集成化语音通讯系统，与就近队友以及远端指挥中心进行语音通讯；可实时监测呼吸器过滤装置的过滤功能是否正常工作，避免过滤装置失效带来身体危害，结构巧妙，设计新颖，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，包括呼吸面罩和动力送风呼吸器，所述呼吸面罩的进气端与动力送风呼吸器的输气端通过供气管相联通，

所述呼吸面罩包括面罩基体，所述面罩基体的前侧安装有口鼻罩，所述口鼻罩内安装有麦克风，所述口鼻罩的前端部与供气管的一端相联通，所述口鼻罩上安装有供气开关按钮，所述口鼻罩的下方安装有弧形下巴罩壳体，所述弧形下巴罩壳体内设置有呼吸面罩控制线路板，所述弧形下巴罩壳体的两端部之间设置有面罩固定边框；

所述弧形下巴罩壳体上设置有面罩端电源开关、指示灯面板、多个第一气体检测传感器、第一扬声器、第一充电接口、气体含量等级指示灯、对讲机接口、第一无线对码按键、出气口和PTT按钮，所述面罩端电源开关、指示灯面板、多个第一气体检测传感器、第一扬声器、第一充电接口、气体含量等级指示灯、对讲机接口、第一无线对码按键、出气口和PTT按钮分别与呼吸面罩控制线路板电连接；

所述弧形下巴罩壳体的一端部还安装有耳机杆，所述耳机杆的端部安装有耳机。

前述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，所述动力送风呼吸器包括安装腰带，所述安装腰带可固定在使用者的腰部，所述安装腰带的前侧面安装有送风呼吸器壳体，所述送风呼吸器壳体内安装有动力送风呼吸控制线路板，所述送风呼吸器壳体的上侧面安装有控制面板，所述控制面板上设置有档位调节开关、气体压力传感器、显示屏、呼吸器端电压开关、第二无线对码按键、第二扬声器和多个第二气体检测传感器，所述档位调节开关、气体压力传感器、显示屏、呼吸器端电压开关、第二无线对码按键、第二扬声器和多个第二气体检测传感器分别与动力送风呼吸控制线路板电连接，

所述送风呼吸器壳体的前侧面安装有等间隔分布的多个有毒气体过滤器，所述送风呼吸器壳体的端部与供气管的另一端相联通。

前述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，所述弧形下巴罩壳体上还设置有对称分布的第一高亮LED灯，一侧的第一高亮LED灯的下方设置有照明按键，所述照明按键、第一高亮LED灯分别与呼吸面罩控制线路板电连接，所述第一气体检测传感器为多个，对称设置在弧形下巴罩壳体的两侧。

前述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，所述控制面板上还设置有第二高亮LED灯，所述第二高亮LED灯与动力送风呼吸控制线路板电连接。

前述的一种自动调节正压式动力送风防毒面罩，所述第二气体检测传感器的数量为四个，等间隔分布的控制面板的一侧，所述有毒气体过滤器为三个。

一种自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，包括安装在呼吸面罩内呼吸面罩控制线路板、安装在动力送风呼吸器内的动力送风呼吸控制线路板，所述呼吸面罩控制线路板、动力送风呼吸控制线路板之间通过无线传输模块进行通讯，

所述动力送风呼吸控制线路板，包括呼吸端控制器、充电模块、档位调节开关模块、自调节送风模块、第二充电模块、第二无线传输模块、温湿度传感器、气体浓度监测模块、显示屏模块、报警模块、气体压力监测模块和风机驱动电路，所述档位调节开关模块、充电模块、自调节送风模块、第二充电模块、第二无线传输模块、温湿度传感器、气体浓度监测模块、显示屏模块、报警模块、气体压力监测模块和风机驱动电路分别与呼吸端控制器相连接，所述自调节送风模块，在调节至风量自动调节档位时，通过气体压力监测模块，监测人的呼吸压力变化以及外部环境气压，通过风机驱动电路智能调节风机送风量，保证呼吸面罩内的内气压大于环境气压，实现正压调节。

前述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，所述气体浓度监测模块通过第二气体检测传感器对环境中各种气体浓度进检测，并通过显示屏模块显示；所述气体浓度等级显示模块设置有个等级，用于说明气体超标程度，第级状态下可不佩戴面罩；第级提醒使用者佩戴呼吸面罩；第级提醒使用者有毒气体含量高，不可长时间作业；第级表示有毒气体超标，提醒使用者必须马上撤离，并触发报警模块提醒使用者与就近的队友。

前述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，所述第一无线传输模块、第二无线传输模块均为BLE蓝牙无线传输模块，用于将呼吸面罩、动力送风呼吸器建立无线连接，并传输数据，所述第一无线传输模块、第二无线传输模块在初次使用时候，通过第一无线对码按键、第二无线对码按键设置连接。

前述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，所述第一、第二充电模块与分别对应的第一充电接口、第二充电接口相连接，所述第一、第二充电模块均包括电池、充电管理模块、电池电量检测电路，所述充电管理模块与充电接口相连接，所述充电管理模块与电池相连接，所述电池通过电池电量检测电路与对应的控制器相连接，所述电池的电能输出端分别给对应的控制线路板供电，所述第一、第二充电接口均为防水型充电接口。

前述的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，所述远端对讲通讯模块设置有语音输入电路、PTT输入电路和语音输出电路，所述语音输入电路、PTT输入电路和语音输出电路构成对讲机接口，所述语音输入电路与语音降噪模块相连接，所述PTT输入电路与PTT按钮相连接，所述语音输出电路与耳机相连接，可使用手动PTT按钮的方式进行语音发射，还可由呼吸面罩设定语音发射模式，控制语音降噪模块实现自动语音发射，所述远端对讲通讯模块还包括听筒，用于接听远端发送过来的语音内容。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统，具有以下优点：

（1）面罩可以通过压力传感器监测使用者的呼吸压力变化进而智能调节风机送风量，面罩内为正压的情况下，使用者仍可呼吸舒适，满足不同使用者在慢走，快走，满跑，快跑等不同运动状态下呼吸舒适性，使用者无需通过机械调解风量快慢，呼吸的舒适性使用的便捷性都能得到解决；

（2）动力送风过滤式呼吸器可以检测周围环境温湿度、有毒气体含量情况，通过液晶屏进行显示，同时，根据不同浓度的等级采取不用的操作，如佩戴面罩、关注浓度临近超标、马上撤离等；

（3）使用集成化语音通讯系统，与就近队友以及远端指挥中心进行语音通讯；

（4）可实时监测呼吸器过滤装置的过滤功能是否正常工作，避免过滤装置失效带来身体危害。

附图说明

图1是本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩的结构示意图；

图2是本实用新型的呼吸面罩控制线路板、动力送风呼吸控制线路板的系统框图；

图3是本实用新型的自调节送风模块的系统框图；

图4是本实用新型的气体浓度监测模的系统框图；

图5是本实用新型的呼吸面罩、动力送风呼吸器无线连接的系统框图；

图6是本实用新型的第一充电模块的系统框图；

图7是本实用新型的第二充电模块的系统框图；

图8是本实用新型的远端对讲通讯模块的系统框图；

图9是本实用新型的呼吸面罩一实施例的系统框图。

附图中标记的含义如下：

1：呼吸面罩；101：面罩基体；102：口鼻罩；103：供气开关按钮；104：弧形下巴罩壳体；105：面罩固定边框；106：面罩端电源开关；107：指示灯面板；108：第一气体检测传感器；109：第一扬声器；110：第一充电接口；111：气体含量等级指示灯；112：对讲机接口；113：第一无线对码按键；114：出气口；115：PTT按钮；116：耳机杆；117：耳机；118：第一高亮LED灯；119：照明按键；2：动力送风呼吸器；201：安装腰带；202：送风呼吸器壳体；203：档位调节开关；204：气体压力传感器；205：显示屏；206：呼吸器端电压开关；207：第二无线对码按键；208：第二扬声器；209：第二气体检测传感器；210：有毒气体过滤；211：第二高亮LED灯； 3：供气管。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩，包括呼吸面罩1和动力送风呼吸器2，所述呼吸面罩1的进气端与动力送风呼吸器2的输气端通过供气管3相联通，

所述呼吸面罩1包括面罩基体101，所述面罩基体101的前侧安装有口鼻罩102，所述口鼻罩102内安装有麦克风，所述口鼻罩102的前端部与供气管3的一端相联通，所述口鼻罩102上安装有供气开关按钮103，所述口鼻罩102的下方安装有弧形下巴罩壳体104，所述弧形下巴罩壳体104内设置有呼吸面罩控制线路板，所述弧形下巴罩壳体104的两端部之间设置有面罩固定边框105，该面罩固定边框105为非金属件，便于制作，且成本较低，

所述弧形下巴罩壳体104上设置有面罩端电源开关106、指示灯面板107、多个第一气体检测传感器108、第一扬声器109、第一充电接口110、气体含量等级指示灯111、对讲机接口112、第一无线对码按键113、出气口114和PTT（Push to Talk）按钮115，所述面罩端电源开关106、指示灯面板107、多个第一气体检测传感器108、第一扬声器109、第一充电接口110、气体含量等级指示灯111、对讲机接口112、第一无线对码按键113、出气口114和PTT按钮115分别与呼吸面罩控制线路板电连接；

所述弧形下巴罩壳体104的一端部还安装有耳机杆116，所述耳机杆116的端部安装有耳机117。

所述动力送风呼吸器2包括安装腰带201，所述安装腰带201可固定在使用者的腰部，所述安装腰带201的前侧面安装有送风呼吸器壳体202，所述送风呼吸器壳体202内安装有动力送风呼吸控制线路板，所述送风呼吸器壳体202的上侧面安装有控制面板，所述控制面板上设置有档位调节开关203、气体压力传感器204、显示屏205、呼吸器端电压开关206、第二无线对码按键207、第二扬声器208和多个第二气体检测传感器209，所述档位调节开关203、气体压力传感器204、显示屏205、呼吸器端电压开关206、第二无线对码按键207、第二扬声器208和多个第二气体检测传感器209分别与动力送风呼吸控制线路板电连接，

所述送风呼吸器壳体202的前侧面安装有等间隔分布的多个有毒气体过滤器210，所述送风呼吸器壳体202的端部与供气管3的另一端相联通。

优选的，所述弧形下巴罩壳体104上还设置有对称分布的第一高亮LED灯118，一侧的第一高亮LED灯118的下方设置有照明按键119，所述照明按键119、第一高亮LED灯118分别与呼吸面罩控制线路板电连接，所述第一气体检测传感器108为多个，对称设置在弧形下巴罩壳体104的两侧。

优选的，所述控制面板上还设置有第二高亮LED灯211，所述第二高亮LED灯211与动力送风呼吸控制线路板电连接。

优选的，所述第二气体检测传感器209的数量为四个（为氧气、一氧化碳、可燃气体、硫化氢传感器，但不局限于所列出的气体，可根据不同使用环境定制更换其他气体检测传感器），等间隔分布的控制面板的一侧，所述有毒气体过滤器210为三个，增加自动过滤有毒气体的功能。

本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩的控制系统，包括安装在呼吸面罩1内呼吸面罩控制线路板、安装在动力送风呼吸器2内的动力送风呼吸控制线路板，所述呼吸面罩控制线路板、动力送风呼吸控制线路板之间通过无线传输模块进行通讯，

如图2所示，所述呼吸面罩控制线路板，包括面罩端控制器、远端对讲通讯模块、语音降噪模块、语音扩音模块、主控开关模块、第一充电模块、应急照明及报警模块、内部有毒气体监测模块、气体浓度等级显示模块和第一无线传输模块，所述第一充电模块用于给呼吸面罩控制线路板、动力送风呼吸控制线路板供电，所述语音降噪模块、主控开关模块、第一充电模块、应急照明及报警模块、内部有毒气体监测模块、气体浓度等级显示模块和第一无线传输模块分别与面罩端控制器相连接，所述远端对讲通讯模块、语音扩音模块分别与语音降噪模块相连接；

所述动力送风呼吸控制线路板，包括呼吸端控制器、第二充电模块、档位调节开关模块、自调节送风模块、第二无线传输模块、第二充电模块、温湿度传感器、气体浓度监测模块、显示屏模块、报警模块、气体压力监测模块和风机驱动电路，所述档位调节开关模块、充电模块、自调节送风模块、第二无线传输模块、第二充电模块、温湿度传感器、气体浓度监测模块、显示屏模块、报警模块、气体压力监测模块和风机驱动电路分别与呼吸端控制器相连接。

如图3所示，所述自调节送风模块，在调节至风量自动调节档位时，通过气体压力监测模块，监测人的呼吸压力变化以及外部环境气压，通过风机驱动电路智能调节风机送风量，保证呼吸面罩1内的内气压大于环境气压，实现正压调节。

优选的，所述气体浓度监测模块通过第二气体检测传感器209对环境中各种气体浓度进检测，并通过显示屏模块显示；所述气体浓度等级显示模块设置有4个等级，用于说明气体超标程度，第1级状态下可不佩戴面罩；第2级提醒使用者佩戴呼吸面罩1；第3级提醒使用者有毒气体含量高，不可长时间作业；第4级表示有毒气体超标，提醒使用者必须马上撤离，并触发报警模块提醒使用者与就近的队友，如图4所示，第二气体检测传感器209，可以检测环境中不同类气体含量情况，通过液晶屏进行显示，四级声光报警型式可根据安全等级程度进行不同设定，使用者可在正常进行救援作业时，使用余光进行观察呼吸面罩1上当前环境气体安全等级，无需每次都低头查看动力送风呼吸器2上显示的气体浓度，当然也方便低头查看的。

如图5所示，所述第一无线传输模块、第二无线传输模块均为BLE蓝牙无线传输模块，用于将呼吸面罩1、动力送风呼吸器2建立无线连接，并传输数据，所述第一无线传输模块、第二无线传输模块在初次使用时候，通过第一无线对码按键113、第二无线对码按键207设置连接，在建立连接后，下次使用时，可进行自动连接，并具备连接唯一性，避免任意连接与其他使用者的设备混淆数据。

如图6及图7所示，所述第一、第二充电模块与分别对应的第一充电接口110、第二充电接口相连接，所述第一、第二充电模块均包括电池、充电管理模块、电池电量检测电路，所述充电管理模块与充电接口相连接，所述充电管理模块与电池相连接，所述电池通过电池电量检测电路与对应的控制器相连接，所述电池的电能输出端分别给对应的控制线路板供电，所述第一、第二充电接口均为防水型充电接口，呼吸面罩1、动力送风呼吸器2内设置有充电管理模块，采用内置式可充电式锂电池供电，保障各功能模块正常工作或关闭，增加了电池电量检测、充电管理功能，电池电量检测模块实时检测当前电池电量并更新给系统主控，系统主控控制显示屏显示电量；呼吸器设计有防水设计的充电接口，接入充电器后由充电管理模块控制电池充电状态，并将充电状态发送给系统主控，控制显示屏充电指示。

如图8所示，所述远端对讲通讯模块设置有语音输入电路、PTT输入电路和语音输出电路，所述语音输入电路、PTT输入电路和语音输出电路构成对讲机接口，所述语音输入电路与语音降噪模块相连接，所述PTT输入电路与PTT按钮115相连接，所述语音输出电路与耳机117相连接，可使用手动PTT按钮115的方式进行语音发射，还可由呼吸面罩1设定语音发射模式，控制语音降噪模块实现自动语音发射，所述远端对讲通讯模块还包括听筒，用于接听远端发送过来的语音内容。本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩，麦克风采集使用者在面罩内说话的语音，经语音降噪模块处理后，经对讲机接口将使用者的语音发送至远端，以便与远端指挥中心之间交流，并手动PTT按钮（按住后可进行语音发射），可使用手动按按键的方式进行语音发射。本实用新型中的语音降噪模块设定语音发射模式，控制语音降噪模块实现自动语音发射，即无需按住PTT按钮即可发射语音；并增加有听筒，使用者佩戴面罩后位于使用者耳朵旁边，在无语音发射的情况下，接听远端发送过来的语音内容。

本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统，其中，如图9所示，呼吸面罩1设计有应急照明模块，面罩端系统主控采集照明按键状态，控制高亮二极管长亮，实现照明功能。呼吸面罩设计有与内部气体浓度监测模块、内部气体浓度显示模块、外部气体浓度显示模块、BLE无线传输接收模块、报警模块，综合各功能实现作业环境气体安全等级。由BLE无线传输接收模块接收发射模块传输的外部气体浓度数据，将数据发送至面罩端系统主控，系统主控控制外部气体浓度显示模块的四个等级状态指示灯进行显示，第一级提醒用户可摘下面罩，第2至第4级与呼吸器端的3个声光报警等级相对应；由内部气体浓度监测模块采集面罩内部的不同气体浓度，并将数据发送至面罩系统主控，系统主控控制内部气体浓度显示模块进行显示，一级为安全，二级表示过滤器失效需马上撤离；根据内、外气体不同浓度值情况，由面罩端系统主控控制是否发出声光报警，以及声光报警的等级；面罩端系统主控可发送不同报警音频信号给音频功放，驱动扬声器发出声音报警；面罩端系统主控可控制高亮发光二极管闪烁进行光报警；使用者在遇到紧急情况，可通过操作动力报警按键触发最高等级声光报警，向就近队友进行呼救。

综上所述，本实用新型的自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统，面罩可以通过压力传感器监测使用者的呼吸压力变化进而智能调节风机送风量，面罩内为正压的情况下，使用者仍可呼吸舒适，满足不同使用者在慢走，快走，满跑，快跑等不同运动状态下呼吸舒适性，使用者无需通过机械调解风量快慢。呼吸的舒适性使用的便捷性都能得到解决；动力送风过滤式呼吸器可以检测周围环境温湿度、有毒气体含量情况，通过液晶屏进行显示，同时，根据不同浓度的等级采取不用的操作，如佩戴面罩、关注浓度临近超标、马上撤离等；可以使用集成化语音通讯系统，与就近队友以及远端指挥中心进行语音通讯；可实时监测呼吸器过滤装置的过滤功能是否正常工作，避免过滤装置失效带来身体危害。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

一种自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统论文和设计

一种自动调节正压式动力送风防毒面罩及其控制系统论文和设计-王新文

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

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