送风面罩系统及送风控制方法与流程

本发明涉及个人防护装置领域，具体涉及一种送风面罩系统及送风控制方法。

背景技术：

送风面罩系统包括多种，例如目前应用防雾霾的送风式面罩以及呼吸机用面罩。为了满足使用者的呼吸需要，送风面罩系统通常都包括送风单元。目前一些送风面罩系统还包括呼吸检测单元，通过检测面罩内侧的呼吸，再进行送风单元的开启和关闭，从而扩展了送风面罩系统的应用范围。目前最常见的呼吸检测单元是压力传感器，通过压力传感器检测面罩内侧的压力参数，再根据压力参数调节送风单元，从而实现送风控制。但现有技术的压力传感器价格高，从而使得送风面罩系统造价昂贵，成本高，进而限制了其应用范围。

本发明的目的在于提供一种送风面罩系统及送风控制方法，通过在系统上设置绝压传感器，通过测量面罩主体内侧的呼吸绝对压力以及当前环境大气压即可确定面罩内侧的呼吸压力，根据呼吸压力判断面罩主体内侧的呼吸状态，并根据呼吸状态控制送风风量，本发明的送风面罩系统在保证呼吸压力检测准确性的同时，大大降低了生产成本，扩大了送风面罩系统的使用范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种送风面罩系统及送风控制方法，用于解决送风面罩系统成本高，送风风量难以控制等问题。

本发明的第一个目的在于提供一种送风面罩系统，包括：

面罩主体；

采集单元，用于采集所述面罩主体内侧的呼吸数据；

送风单元，用于向面罩主体内侧送风；

处理器，与所述采集单元和所述送风单元连接；

存储介质，储存有多条指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器接收所述采集单元采集到的呼吸数据，并根据所述呼吸数据控制所述送风单元向面罩主体内输出的送风风量。

进一步地，所述采集单元包括第一绝压传感器，所述第一绝压传感器的采集端位于所述面罩主体内侧。

进一步地，所述采集单元还包括第二绝压传感器，所述第二绝压传感器的采集端位于所述面罩主体外部。

本发明的第二个目的在于提供一种送风面罩系统的送风控制方法，包括以下步骤：

s1、获取呼吸压力，所述呼吸压力为实时采集的呼吸绝对压力与环境大气压之差；

所述呼吸绝对压力为佩戴所述面罩主体后，采用所述第一绝压传感器采集到的压力值；所述环境大气压为佩戴所述面罩主体前，采用所述第一绝压传感器采集到的压力值；

s2、根据所述呼吸压力确定送风单元的输出风量，所述输出风量由向所述送风单元输出的pwm占空比控制。

本发明的第三个目的在于提供一种送风面罩系统的送风控制方法，包括以下步骤：

s1、获取呼吸压力，所述呼吸压力为实时采集的呼吸绝对压力与环境大气压之差；

所述呼吸绝对压力为佩戴所述面罩主体后，采用所述第一绝压传感器采集到的压力值；所述环境大气压为采用所述第二绝压传感器采集到的压力值；

s2、根据所述呼吸压力确定送风单元的输出风量，所述输出风量由向所述送风单元输出的pwm占空比控制。

进一步地，所述pwm占空比包括呼气pwm占空比和吸气pwm占空比，所述呼气pwm占空比为50%，所述吸气pwm占空比为70%至90%。

进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：

s21、计算压力差，所述压力差为当前时间的前50毫秒时获取的呼吸压力与当前的呼吸压力之差；

s22、当所述当前压力＜吸气压力阈值，且所述压力差＜吸气斜率阈值时，确定所述pwm占空比为吸气pwm占空比；当所述当前压力＞吸气压力阈值，且所述压力差＞呼气斜率阈值时，确定所述pwm占空比为呼气pwm占空比；所述吸气压力阈值=11033-3390×呼气pwm占空比，所述呼气斜率阈值=-9.1；所述吸气斜率阈值=-12。

本发明的送风面罩系统采用绝压传感器采集呼吸压力，在保证准确性的基础上，有效降低了送风面罩系统的成本，从而增加了送风面罩系统的使用范围。本发明通过实时采集呼吸压力，并可以根据呼吸状态自动控制送风风量。

附图说明

图1是本发明第一实施例中送风面罩的结构示意图。

图2是本发明第二实施例中送风面罩系统的结构示意图。

图3是佩戴面罩主体且正常呼吸时，向送风单元输出的pwm占空比-面罩主体内侧压力的曲线图。

图4是佩戴面罩主体未送风时，面罩主体内侧压力-时间曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。

此说明书中的面罩系统包括但不限于防霾面罩、呼吸面罩等。术语“内侧”是指面罩主体与使用者面部接触一侧，“外侧”是指面罩主体与外部空气接触一侧。

本发明第一实施例提供了一种送风面罩系统，包括面罩主体；

采集单元用于采集所述面罩主体内侧的呼吸数据；

送风单元，用于向面罩主体内侧送风；

处理器，与所述采集单元和所述送风单元连接；

存储介质，储存有多条指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器接收所述采集单元采集到的呼吸数据，并根据所述呼吸数据控制所述送风单元向面罩主体内输出的送风风量。

具体地，本发明的送风面罩系统如图1所示，该送风面罩系统为一种防雾霾送风面罩，包括面罩主体110，设于面罩主体110内侧的采集单元120，送风单元130和处理器140。本实施例中，所述采集单元120为绝压传感器。

本实施例的处理器140与所述绝压传感器和送风单元130连接。当防雾霾送风面罩未佩戴时，通过绝压传感器检测的压力即为环境大气压；当防雾霾送风面罩佩戴后，通过绝压传感器检测的压力为呼吸绝对压力，所述呼吸绝对压力与所述环境大气压的差值可用于表征呼吸压力，所述处理器140通过接收呼吸压力，并根据呼吸压力控制送风单元130。

本实施例的送风面罩系统结构简单，以绝压传感器作为呼吸采集单元，采集结果准确，成本低，从而扩大了送风面罩系统的使用范围。

如图2所示，本发明第二实施例提供了一种呼吸机，所述呼吸机包括呼吸管道211，连接在呼吸管道211末端的面罩主体（图中未示出）；用于采集呼吸管道内呼吸绝对压力的第一绝压传感器221，用于采集环境大气压的第二绝压传感器222；向所述面罩主体内侧送风的送风单元（图中未示出）；以及分别与第一绝压传感器221、第二绝压传感器222、送风单元连接的处理器。

本实施例的送风面罩系统通过设置第一绝压传感器221和第二绝压传感器222，分别采集呼吸绝对压力和环境大气压力，从而可以获得呼吸压力。与第一实施例相比，本实施例无需在面罩佩戴前额外采集环境大气压力，从而简化了送风面罩系统的使用步骤。

本发明第三实施例提供了一种第一实施例的送风面罩系统的控制方法，包括以下步骤：

s1、获取呼吸压力，所述呼吸压力为实时采集的呼吸绝对压力与环境大气压之差；所述呼吸绝对压力为佩戴所述面罩主体后，采用所述采集单元采集到的压力值，所述环境大气压为佩戴所述面罩主体前，采用所述采集单元采集到的压力值；

s2、根据所述呼吸压力确定送风单元的输出风量，所述输出风量由向所述送风单元输出的pwm占空比控制。

进一步地，所述pwm占空比包括呼气pwm占空比和吸气pwm占空比，所述呼气pwm占空比为50%，所述吸气pwm占空比为70%至90%。需要说明的是，本实施例的风量调节包括两种模式，当检测到面罩主体内侧处于呼气状态时，处理器控制向所述送风单元输出呼气pwm占空比；当检测到面罩主体内侧处于吸气状态时，处理器控制向所述送风单元输出吸气pwm占空比。

进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：

s21、计算压力差，所述压力差为当前时间的前50毫秒时获取的呼吸压力与当前的呼吸压力之差；

s22、当所述当前压力＜吸气压力阈值，且所述压力差＜吸气斜率阈值时，确定所述pwm占空比为吸气pwm占空比；当所述当前压力＞吸气压力阈值，且所述压力差＞呼气斜率阈值时，确定所述pwm占空比为呼气pwm占空比；所述吸气压力阈值=11033-3390×呼气pwm占空比，所述呼气斜率阈值=-9.1；所述吸气斜率阈值=-12。

本实施例中，使用者佩戴面罩后，由向送风单元输出不同pwm占空比时，通过采集呼吸压力，并获得pwm占空比-呼吸压力曲线，根据曲线计算吸气压力阈值、呼气斜率阈值和吸气斜率阈值。

当佩戴上面罩主体，但在面罩主体内侧不进行呼吸时，调节向送风单元输出的pwm占空比，同时采集面罩主体内侧的压力，得到pwm占空比与面罩主体内侧的压力曲线如图3所示，对曲线进行拟合，从而获得吸气压力阈值=11033-3390×呼气pwm占空比。

当佩戴上面罩主体，不开启送风单元时，采集面罩主体内侧的压力曲线如图4所示，取开始呼气点和开始呼气点户50ms时的压力，计算得到呼气斜率阈值=-9.1；取开始吸气点和开始吸气点后50ms时的压力，计算得到吸气斜率阈值=-12。

本发明第四实施例提供了一种第二实施例的送风面罩的系统的控制方法，与第三实施例的区别在于，其区别仅在于步骤s1中，所述环境大气压为采用第二绝压传感器采集的压力。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。