用于对供吸入和呼出的空气进行处理的可佩戴装置的制作方法

1.技术领域总体上涉及用于在空气被用户吸入之前对空气进行处理的技术。特别地，技术领域涉及一种包括面罩和用于对潜在污染的空气进行处理的装置的系统。


背景技术：

2.空气可能含有可被个人吸入的各种不希望的成分。例如，各种颗粒、气体以及病原体可能存在于空气中，如果被吸入的话，可能是有害的。此外，感染了一些病原体的个体可能呼出包含不希望的病原体的气息，在对他人产生污染或感染方面，这可能令人担忧。就在吸入空气之前对空气进行处理以移除污染物而言，存在许多挑战。


技术实现要素：

3.根据一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置。该装置包括吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入处理单元包括：
4.加压空气进入部分，加压空气进入部分被构造成接纳污染空气，加压空气进入部分包括：
5.过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流；
6.空气泵，空气泵对颗粒减少的气流进行加压；以及止逆阀，止逆阀使得加压的颗粒减少的气流能够向前流动，同时防止回流；
7.热处理部分，热处理部分与加压空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
8.第一污染物移除单元，第一污染物移除单元被构造成接纳颗粒减少的气流并移除蒸气污染物，蒸气污染物选自水、挥发性有机化合物(voc)、碳氢化合物以及co2；
9.加热单元，加热单元被构造成在使颗粒减少的气流的病原体含量减少的温度下对颗粒减少的气流进行热处理，并产生被热处理的气流；
10.冷却单元，冷却单元使被热处理的气流的温度降低；以及
11.第二污染物移除单元，第二污染物移除单元被构造成进一步从
12.被热处理的气流移除蒸气污染物；
13.紫外线(uv)处理部分，紫外线处理部分与热处理部分流体连通，uv处理部分包括：
14.uv腔室，uv腔室被构造成接纳被热处理的气流；以及
15.uv光源，uv光源用于发射uv辐射以接触uv腔室内的被热处理的气流，从被热处理的气流移除病原体，以及产生被uv处理的气流；
16.等离子体反应器部分，等离子体反应器部分与uv处理部分流体连通，等离子体反应器部分包括：
17.等离子体腔室，等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得被uv处理的气流的流能够流动穿过气体流动路径；
18.等离子体生成器，等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过等离子体腔室并与被uv处理的气流的流相交，以从被uv处理的气流的流生成等离子
体，从而产生被等离子体处理的气流，被等离子体处理的气流包括由等离子体生成的化合物；以及
19.第三污染物移除单元，第三污染物移除单元被构造成接纳被等离子体处理的气流，移除由等离子体生成的化合物中的至少一部分化合物，以及产生被处理的空气；
20.缓存罐，缓存罐接纳被处理的空气；
21.压力调节器，压力调节器被联接到缓存罐；
22.加湿器，加湿器被联接到压力调节器，接纳被处理的空气，以及产生加湿的被处理的空气；
23.供给入口，供给入口包括止回阀，以供应加湿的被处理的空气；
24.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的加湿的被处理的空气；呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气
25.进行处理，呼出处理单元包括：
26.出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀；
27.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通，废气等离子体反应器部分包括：
28.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气；以及
29.出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分以接纳被处理的呼出的空气，且出口包括止回阀以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
30.在一些实现方式中，热处理部分、uv处理部分以及等离子体反应器部分是独立地控制的。
31.在一些实现方式中，热处理的温度高于约250℃。
32.在一些实现方式中，热处理的温度介于约250℃至350℃之间。
33.在一些实现方式中，该装置还包括温度传感器以监控加热容器的温度，其中，温度传感器可操作地连接到控制器。
34.在一些实现方式中，冷却单元包括大气热沉。
35.在一些实现方式中，冷却单元使被热处理的气流的温度降低介于约15℃至25℃之间。
36.在一些实现方式中，病原体包括病毒和细菌中的至少一种。
37.在一些实现方式中，等离子体生成机构依赖于介质阻挡放电。
38.在一些实现方式中，等离子体生成机构包括外电极和内电极，外电极和内电极可操作地连接到提供ac电流的电源。
39.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置。
40.该装置包括：
41.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
42.处理单元包括：
43.加压空气进入部分，加压空气进入部分被构造成接纳污染空气并对污染空气进行加压；
44.等离子体反应器部分，等离子体反应器部分与加压空气进入部分流体连通，等离子体反应器部分包括：
45.等离子体腔室，等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得加压空气的流能够流动穿过气体流动路径；以及等离子体生成器，等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过等离子体腔室并与加压空气的流相交，以从加压空气的流生成等离子体，从而产生被等离子体处理的气流，被等离子体处理的气流包括由等离子体生成的化合物；
46.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被等离子体处理的气流，移除由等离子体生成的化合物中的至少一部分化合物，以及产生被处理的空气；
47.供给入口，供给入口用于供应被处理的空气；
48.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
49.在一些实现方式中，加压空气进入部分包括：
50.过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒；
51.空气泵，空气泵对污染空气进行加压；以及
52.止逆阀，止逆阀使得加压的污染空气能够向前流动，同时防止回流。
53.在一些实现方式中，该装置还包括缓存罐以接纳被处理的空气。
54.在一些实现方式中，该装置还包括压力调节器，压力调节器被联接到缓存罐。
55.在一些实现方式中，该装置还包括加湿器，加湿器被联接到压力调节器，接纳被处理的空气，以及产生加湿的被处理的空气。
56.在一些实现方式中，供给入口包括止回阀，且被构造成将加湿的被处理的空气供应到面罩。
57.在一些实现方式中，该装置还包括呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气进行处理。
58.在一些实现方式中，呼出处理单元包括：
59.出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀；以及
60.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通。
61.在一些实现方式中，废气等离子体反应器部分包括：
62.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及
63.废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气。
64.在一些实现方式中，该装置还包括出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分以接纳被处理的呼出的空气，且出口包括止回阀以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
65.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置。
66.该装置包括：
67.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
68.处理单元包括：
69.加压空气进入部分，加压空气进入部分被构造成接纳污染空气，加压空气进入部分包括：
70.空气泵，空气泵对污染空气进行加压；以及止逆阀，止逆阀使得加压的污染空气能够向前流动，同时防止回流；
71.至少一个病原体降解单元，至少一个病原体降解单元被联接到加压空气进入部分，且被构造成破坏病原体以产生被处理的空气和副产物；
72.副产物移除单元，副产物移除单元被联接到至少一个病原体降解单元，且被构造成从被处理的空气移除副产物中的至少一部分副产物；
73.供给入口，供给入口用于供应来自副产物移除单元的被处理的空气；
74.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
75.在一些实现方式中，至少一个病原体降解单元包括加热单元、uv单元以及等离子体反应器单元中的至少一个。
76.在一些实现方式中，副产物移除单元包括吸附剂。
77.在一些实现方式中，副产物移除单元包括分子筛、干燥剂以及活性炭中的至少一种。
78.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置。
79.该装置包括：
80.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
81.处理单元包括：
82.至少一个处理组件，至少一个处理组件被构造成从污染空气移除病原体以产生被处理的空气；以及
83.供给入口，供给入口用于向用户供应来自处理组件的被处理的空气；
84.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气；以及
85.呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气
86.进行处理，呼出处理单元包括：
87.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通，废气等离子体反应器部分包括：
88.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气；以及
89.出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分，以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
90.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置。
91.该装置包括：
92.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
93.处理单元包括：
94.加压空气进入部分，加压空气进入部分被构造成接纳污染空气，并提供供给压力；
95.至少一个处理组件，至少一个处理组件被构造成从污染空气移除病原体以产生被处理的空气；以及
96.供给入口，供给入口用于向用户供应来自处理组件的被处理的空气；
97.面罩，面罩被联接到吸入处理单元，以接纳供用户吸入的被处理的空气，
98.面罩包括限定吸入腔室的壁并具有表面，该表面用于接触用户的面部；
99.其中，供给压力和吸入腔室被布置成对吸入腔室进行加压，以避免来自大气的空气经由被限定在面罩的壁与用户的面部之间的间隙而渗入。
100.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置。该装置包括：
101.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理；
102.面罩，面罩被联接到吸入处理单元，以接纳供用户吸入的被处理的空气；
103.以及
104.呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气进行处理；
105.其中，该装置包括如在此限定的一个或多个特征，和/或在此描述和/或示出的一个或多个特征。
106.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的方法。
107.该方法包括：
108.对将被用户吸入的空气进行前处理，包括：
109.对空气进行加压，以生成加压空气；以及
110.使加压空气经受病原体消除，以产生消除病原体的被处理的空气；
111.向用户供给被处理的空气；以及
112.对来自用户的呼出的空气进行处理，包括：
113.使呼出的空气经受废气等离子体处理，以产生被处理的呼出的空气；
114.以及
115.将被处理的呼出的空气排出到大气中。
116.在一些实现方式中，前处理包括在进行加压之前和/或在进行病原体消除之前，对空气进行过滤以移除颗粒。
117.在一些实现方式中，前处理包括防止加压空气从病原体消除回流。
118.在一些实现方式中，病原体消除包括热处理、紫外线(uv)处理以及等离子体处理中的一种或多种。
119.在一些实现方式中，病原体消除包括热处理，然后跟着进行uv处理，再然后跟着进行等离子体处理。
120.在一些实现方式中，病原体消除包括热处理，热处理包括：
121.从空气移除蒸气污染物，蒸气污染物选自水、挥发性有机化合物(voc)、碳氢化合物以及co2；以及
122.将空气加热到使病原体降解的温度，从而使空气的病原体含量减少并产生被热处理的气流。
123.在一些实现方式中，热处理还包括：
124.对被热处理的气流进行冷却以产生冷却空气；以及
125.从冷却空气移除附加蒸气污染物。
126.在一些实现方式中，病原体消除包括uv处理，uv处理包括使空气与uv辐射接触，以使空气中的潜在病原体降解并产生被uv处理的气流。
127.在一些实现方式中，病原体消除包括等离子体处理，等离子体处理包括施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过空气的流，以从空气的流生成等离子体，从而使潜在病原体降解并产生被等离子体处理的气流，被等离子体处理的气流包括由等离子体生成的化合物。
128.在一些实现方式中，等离子体处理还包括从空气移除由等离子体生成的化合物中的至少一部分化合物，以产生被处理的空气。
129.在一些实现方式中，由等离子体生成的化合物包括n2o，no
x
和/或臭氧。
130.在一些实现方式中，该方法包括在等离子体处理之前，从空气移除至少一种前驱体化合物，至少一种前驱体化合物是将通过等离子体处理而转化成不希望的污染物的化合物。
131.在一些实现方式中，至少一种前驱体化合物包括co2，co2被移除以避免形成co，co为不希望的污染物。
132.在一些实现方式中，该方法还包括在向用户供给被处理的空气之前，聚集被处理的空气。
133.在一些实现方式中，被处理的空气被聚集在缓存罐中。
134.在一些实现方式中，该方法还包括调节被处理的空气的压力，以向用户供给压力调节的空气气流。
135.在一些实现方式中，该方法还包括在向用户供给被处理的空气之前，对空气进行加湿。
136.在一些实现方式中，该方法还包括防止被处理的空气回流。
137.在一些实现方式中，向用户供给被处理的空气包括：将被处理的空气供应到由用户佩戴的面罩，以能够吸入。
138.在一些实现方式中，该方法还包括防止呼出的空气从废气等离子体处理朝向用户回流。
139.在一些实现方式中，该方法还包括防止被处理的呼出的空气回流回到废气等离子体处理中。
140.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的方法。
141.该方法包括：
142.对将被用户吸入的空气进行前处理，包括：
143.对空气进行加压，以生成加压空气；以及
144.使加压空气经受病原体消除，以产生消除病原体的被处理的空气；
145.向用户供给被处理的空气；以及
146.对来自用户的呼出的空气进行处理，包括：
147.使呼出的空气经受废气病原体消除，以产生被处理的呼出的空气；
148.防止呼出的空气往回朝向用户回流；以及
149.将被处理的呼出的空气排出到大气中。
150.在一些实现方式中，该方法还包括如在此限定的一个或多个特征，或者在此描述和/或在此示出的一个或多个特征。
151.在一些实现方式中，病原体包括病毒。
152.在一些实现方式中，病毒包括sars病毒。
153.在一些实现方式中，sars病毒包括sars-cov-2。
154.在一些实现方式中，病毒包括mers病毒。
155.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
156.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
157.处理单元包括：
158.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气，空气进入部分包括：
159.过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流；以及
160.空气泵，空气泵用于增加污染空气的压力；
161.热处理部分，热处理部分与空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
162.加热单元，加热单元被构造成在足以使颗粒减少的气流的病原体含量减少的温度下对颗粒减少的气流进行热处理，并产生被热处理的气流，加热单元包括：
163.加热腔室；
164.第一病原体移除单元，第一病原体移除单元被接纳在加热腔室内，第一病原体移除单元被构造成接纳颗粒减少的气流并提供第一多孔区域，第一多孔区域用于使水蒸发且从水移除蒸气污染物；
165.第二病原体移除单元，第二病原体移除单元被接纳在加热腔室内，第二病原体移除单元被构造成提供第二多孔区域，第二多孔区域用于使水蒸发且进一步从水移除蒸气污染物；以及
166.冷却单元，冷却单元使被热处理的气流的温度降低；
167.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被热处理的气流，移除污染物，以及产生被处理的空气，污染物选自挥发性有机化合物(voc)、碳氢化合物、oh-、o3、n2o、co、no
x
以及co2；
168.压力调节器，压力调节器与污染物移除单元联接；
169.细菌过滤器，细菌过滤器被联接到压力调节器；
170.加湿器，加湿器被联接到细菌过滤器，被构造成接纳被处理的空气，以及产生加湿的被处理的空气；
171.供给入口，供给入口包括止回阀，以供应加湿的被处理的空气；
172.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的加湿的被处理的空气；呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气
173.进行处理，呼出处理单元包括：
174.出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀；
175.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通，废气等离子体反应器部分包括：
176.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气；以及
177.出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分以接纳被处理的呼出的空气，且出口包括止回阀以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
178.在一些实现方式中，第一多孔区域和第二多孔区域中的至少一个多孔区域被构造成将病原体保留在至少一个多孔区域中。
179.在一些实现方式中，第一多孔区域和第二多孔区域被构造成将病原体保留在第一多孔区域和第二多孔区域中。
180.在一些实现方式中，第二多孔区域具有比第一多孔区域的孔更小的孔。
181.在一些实现方式中，第一多孔区域包括分子筛。
182.在一些实现方式中，第二多孔区域包括多孔玻璃。
183.在一些实现方式中，第一多孔区域包括热交换器，第二多孔区域包括分子筛。
184.在一些实现方式中，加热单元还包括第三多孔区域。
185.在一些实现方式中，第三多孔区域包括多孔玻璃。
186.在一些实现方式中，热处理的温度足以产生过热蒸气。
187.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
188.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
189.处理单元包括：
190.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气，空气进入部分包括：
191.过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流；以及
192.空气泵，空气泵用于增加污染空气的压力；
193.热处理部分，热处理部分与空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
194.加热单元，加热单元被构造成在足以使病原体失活的温度下对颗粒减少的气流进行热处理，并产生被热处理的气流，加热单元包括：
195.加热腔室；
196.第一病原体移除单元，第一病原体移除单元被接纳在加热腔室内，第一病原体移除单元被构造成接纳颗粒减少的气流并提供第一多孔区域，第一多孔区域用于使水蒸发并将病原体保留在第一多孔区域中；
197.第二病原体移除单元，第二病原体移除单元被接纳在加热腔室内，第二病原体移除单元被构造成提供第二多孔区域，第二多孔区域用于使水蒸发且进一步将病原体保留在第二多孔区域中；以及
198.冷却单元，冷却单元使被热处理的气流的温度降低；
199.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被热处理的气流，移除污染物，以及产生被处理的空气，污染物选自挥发性有机化合物(voc)、碳氢化合物、oh-、o3、n2o、co、
no
x
以及co2；
200.压力调节器，压力调节器与污染物移除单元联接；
201.细菌过滤器，细菌过滤器被联接到压力调节器；
202.加湿器，加湿器被联接到细菌过滤器，被构造成接纳被处理的空气，以及产生加湿的被处理的空气；
203.供给入口，供给入口包括止回阀，以供应加湿的被处理的空气；面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的加湿的被处理的空气；呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气进行处理，呼出处理单元包括：
204.出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀；
205.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通，废气等离子体反应器部分包括：
206.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气；以及
207.出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分以接纳被处理的呼出的空气，且出口包括止回阀以将被处理的呼出的空气排出到大气中。在一些实现方式中，第二多孔区域具有比第一多孔区域的孔更小的孔。
208.在一些实现方式中，第一多孔区域包括分子筛。
209.在一些实现方式中，第二多孔区域包括多孔玻璃。
210.在一些实现方式中，热处理的温度足以产生过热蒸气。
211.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
212.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
213.处理单元包括：
214.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气；
215.热处理部分，热处理部分与空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
216.加热单元，加热单元被构造成在足以使污染空气的病原体含量减少的温度下对污染空气进行热处理，并产生被热处理的气流，加热单元包括：
217.加热腔室；
218.病原体移除单元，病原体移除单元被接纳在加热腔室内，
219.病原体移除单元被构造成接纳污染空气并提供多孔区域，
220.多孔区域用于使存在于污染空气中的水蒸发且从水移除蒸气污染物；
221.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被热处理的气流，移除来自热处理部分的副产物，以及产生被处理的空气；
222.供给入口，供给入口包括止回阀，以供应被处理的空气；
223.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
224.在一些实现方式中，病原体移除单元被构造成增加病原体在加热腔室内的停留时
间。
225.在一些实现方式中，多孔区域被构造成将病原体保留在多孔区域中。
226.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
227.热处理部分，热处理部分包括：
228.加热单元，加热单元被构造成在足以使污染空气的病原体含量减少的温度下对污染空气进行热处理，并产生被处理的空气，加热单元包括：
229.加热腔室；
230.病原体移除单元，病原体移除单元被接纳在加热腔室内，
231.病原体移除单元被构造成接纳污染空气并提供多孔区域，
232.多孔区域用于使存在于污染空气中的水蒸发且从水移除蒸气污染物；
233.供给入口，供给入口用于供应被处理的空气；
234.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
235.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
236.热处理部分，热处理部分包括：
237.加热单元，加热单元被构造成在足以使污染空气的病原体含量减少的温度下对污染空气进行热处理，并产生被处理的空气，加热单元包括：
238.至少一个病原体移除单元，至少一个病原体移除单元被构造成接纳污染空气并提供用于使病原体暴露于热量的多孔区域；
239.供给入口，供给入口用于供应被处理的空气；
240.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
241.在一些实现方式中，加热单元包括加热腔室，且至少一个病原体移除单元被接纳在加热腔室内。
242.在一些实现方式中，至少一个病原体移除单元包括第一病原体移除单元，第一病原体移除单元包括热交换器。
243.在一些实现方式中，至少一个病原体移除单元包括第二病原体移除单元，第二病原体移除单元包括多孔区域，多孔区域被构造成将病原体捕集在多孔区域中。
244.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的方法，该方法包括：
245.对将被用户吸入的空气进行前处理，包括：
246.在足以使水蒸发以及使病原体降解的温度下对污染空气进行加热，
247.以产生消除病原体的被热处理的空气；
248.向用户供给被处理的空气；以及
249.对来自用户的呼出的空气进行处理，包括：
250.使呼出的空气经受废气病原体消除，以产生被处理的呼出的空气；
251.防止呼出的空气往回朝向用户回流；以及
252.将被处理的呼出的空气排出到大气中。
253.在一些实现方式中，对污染空气进行加热包括使污染空气行进穿过病原体移除单
元，病原体移除单元被构造成提供多孔区域，多孔区域用于使存在于污染空气中的水蒸发。
254.在一些实现方式中，该对将被用户吸入的空气进行前处理还包括在病原体消除之前，对空气进行过滤以移除颗粒。
255.在一些实现方式中，对将被用户吸入的空气进行前处理还包括：
256.对被热处理的空气进行冷却以产生冷却空气；以及
257.从冷却空气移除附加蒸气污染物。
258.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
259.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
260.处理单元包括：
261.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气，空气进入部分包括：
262.过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流；以及
263.空气泵，空气泵用于增加污染空气的压力；
264.热处理部分，热处理部分与空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
265.加热单元，加热单元被构造成在足以使被包含在颗粒减少的气流中的病原体失活的温度下对颗粒减少的气流进行热处理，并产生被热处理的气流，加热单元包括：
266.加热腔室；
267.加热元件，加热元件被构造成向加热腔室提供热量；
268.病原体移除单元，病原体移除单元被接纳在加热腔室内，
269.病原体移除单元被构造成提供多孔区域，以将病原体保留在多孔区域中；以及
270.冷却单元，冷却单元使被热处理的气流的温度降低；
271.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被热处理的气流，移除污染物，以及产生被处理的空气，污染物选自挥发性有机化合物(voc)、碳氢化合物、oh-、o3、n2o、co、no
x
以及co2；
272.流控制阀，流控制阀与污染物移除单元联接；
273.细菌过滤器，细菌过滤器被联接到流控制阀；
274.供给入口，供给入口与流控制阀流体连通，供给入口包括止回阀，以供应被处理的空气；
275.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的加湿的被处理的空气；呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气进行处理，呼出处理单元包括：
276.出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀；
277.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通，废气等离子体反应器部分包括：
278.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气；以及
279.出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分以接纳被处理的呼出的空气，且出口包括止回阀以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
280.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
281.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
282.处理单元包括：
283.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气，空气进入部分包括：
284.过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流；以及
285.热处理部分，热处理部分与空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
286.加热单元，加热单元被构造成在足以使被包含在颗粒减少的气流中的病原体失活的温度下对颗粒减少的气流进行热处理，并产生被热处理的气流，加热单元包括：
287.加热腔室；
288.加热元件，加热元件被构造成向加热腔室提供热量；
289.病原体移除单元，病原体移除单元被接纳在加热腔室内，
290.病原体移除单元被构造成提供多孔区域，以将病原体保留在多孔区域中；以及
291.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被热处理的气流，从被热处理的气流移除污染物，以及产生被处理的空气；
292.流控制阀，流控制阀与污染物移除单元联接；
293.空气泵，空气泵用于将污染空气吸入到空气进入部分和下游子单元中；以及
294.供给入口，供给入口与空气泵流体连通，供给入口包括止回阀，以供应被处理的空气；
295.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
296.在一些实现方式中，多孔区域的孔尺寸介于约1nm至10nm之间。
297.在一些实现方式中，多孔区域的孔尺寸小于约1nm。
298.在一些实现方式中，多孔区域包括金属网。
299.在一些实现方式中，金属网包括烧结的金属纤维。
300.在一些实现方式中，金属网包括由烧结的金属纤维构成的多个层，以形成多层金属网。
301.在一些实现方式中，烧结的金属纤维被构造成基本上均匀地铺设，以形成三维非编织结构。
302.在一些实现方式中，三维非编织结构在接触点处被烧结。
303.在一些实现方式中，多层金属网的至少一个层的孔尺寸与其余层的孔尺寸不同。
304.在一些实现方式中，加热单元还包括热交换器，热交换器被构造成被接纳在加热腔室内。
305.在一些实现方式中，热交换器被布置在多孔区域的上游。
306.在一些实现方式中，热交换器被构造成提供附加多孔区域。
307.在一些实现方式中，附加多孔区域具有比多孔区域的孔更大的孔。
308.在一些实现方式中，热交换器包括金属棉。
309.在一些实现方式中，金属棉包括不锈钢棉和铜棉中的至少一种。
310.在一些实现方式中，加热元件包括加热器筒部(cartridge)。
311.在一些实现方式中，加热元件被构造成被热交换器围绕。
312.在一些实现方式中，病原体移除单元被构造成增加病原体在加热腔室内的停留时间。
313.在一些实现方式中，该装置还包括温度传感器，以监控加热腔室内的温度。
314.在一些实现方式中，该装置还包括控制器，控制器可操作地连接到温度传感器和加热元件，控制器被配置成响应于由温度传感器提供的测量温度值来调节热单元内的温度。
315.在一些实现方式中，控制器被配置成根据加热循环来调节热单元内的温度。
316.在一些实现方式中，加热循环包括温度序列，温度序列包括低温度设定点和高温度设定点。
317.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
318.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
319.处理单元包括：
320.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气；
321.热处理部分，热处理部分与空气进入部分流体连通，热处理部分包括：
322.加热单元，加热单元被构造成在足以使被包含在污染空气中的病原体失活的温度下对污染空气进行热处理，并产生被热处理的气流，加热单元包括：
323.加热腔室；
324.加热元件，加热元件被构造成向加热腔室提供热量；
325.病原体移除单元，病原体移除单元被接纳在加热腔室内，
326.病原体移除单元被构造成提供多孔区域，以将病原体保留在多孔区域中；
327.污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被热处理的气流，移除来自热处理部分的副产物，以及产生被处理的空气；
328.供给入口，供给入口包括止回阀，以供应被处理的空气；
329.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
330.在一些实现方式中，多孔区域包括金属网。
331.在一些实现方式中，多孔区域的孔尺寸介于约1nm至10nm之间。
332.在一些实现方式中，多孔区域的孔尺寸小于约1nm。
333.在一些实现方式中，病原体移除单元被构造成增加病原体在加热腔室内的停留时间。
334.在一些实现方式中，空气进入部分包括：过滤器，过滤器被构造成从污染空气分离颗粒；以及空气泵，空气泵对污染空气进行加压。
335.在一些实现方式中，该装置还包括呼出处理单元，呼出处理单元被联接到面罩，以对来自用户的呼出的空气进行处理。
336.在一些实现方式中，呼出处理单元包括：
337.出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀；以及
338.废气等离子体反应器部分，废气等离子体反应器部分与出口管线流体连通。
339.在一些实现方式中，废气等离子体反应器部分包括：
340.废气等离子体腔室，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径；以及
341.废气等离子体生成器，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气。
342.在一些实现方式中，该装置还包括出口，出口被联接到废气等离子体反应器部分以接纳被处理的呼出的空气，且出口包括止回阀以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
343.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
344.热处理部分，热处理部分包括：
345.加热单元，加热单元被构造成在足以使被包含在污染空气中的病原体失活的温度下对污染空气进行热处理，并产生被处理的空气，加热单元包括：
346.加热腔室；
347.加热元件，加热元件被构造成向加热腔室提供热量；
348.病原体移除单元，病原体移除单元被接纳在加热腔室内，
349.病原体移除单元被构造成接纳污染空气并提供多孔区域，
350.以将病原体保留在多孔区域中并使被保留的病原体暴露于热量；
351.温度传感器，温度传感器用于监控加热腔室内的温度；
352.控制器，控制器可操作地连接到温度传感器和加热元件，以根据加热循环来控制加热腔室内的温度；
353.供给入口，供给入口用于供应被处理的空气；
354.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
355.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
356.热处理部分，热处理部分包括：
357.加热单元，加热单元被构造成在足以使被包含在污染空气中的病原体失活的温度下对污染空气进行热处理，并产生被处理的空气，加热单元包括：
358.至少一个病原体移除单元，至少一个病原体移除单元被构造成接纳污染空气并提供多孔区域，以将病原体保留在多孔区域中并使被保留的病原体暴露于热量；
359.供给入口，供给入口用于供应被处理的空气；
360.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
361.在一些实现方式中，加热单元包括加热腔室，且至少一个病原体移除单元被接纳在加热腔室内。
362.在一些实现方式中，至少一个病原体移除单元包括第一病原体移除单元，第一病原体移除单元包括热交换器。
363.在一些实现方式中，至少一个病原体移除单元包括第二病原体移除单元，第二病原体移除单元包括多孔区域，多孔区域被构造成将病原体捕集在多孔区域中。
364.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的方法，该方法包括：
365.对将被用户吸入的空气进行前处理，包括：
366.在足以使病原体失活的温度下对污染空气进行加热，以产生消除病原体的被热处理的空气；
367.向用户供给被处理的空气；以及
368.对来自用户的呼出的空气进行处理，包括：
369.使呼出的空气经受废气病原体消除，以产生被处理的呼出的空气；
370.防止呼出的空气往回朝向用户回流；以及
371.将被处理的呼出的空气排出到大气中。
372.在一些实现方式中，对污染空气进行加热包括使污染空气行进穿过病原体移除单元，病原体移除单元被构造成提供多孔区域，多孔区域用于将病原体保留在多孔区域中。
373.在一些实现方式中，对将被用户吸入的空气进行前处理还包括在病原体消除之前，对空气进行过滤以移除颗粒。
374.在一些实现方式中，对将被用户吸入的空气进行前处理还包括：
375.对被热处理的空气进行冷却以产生冷却空气；以及
376.从冷却空气移除附加蒸气污染物。
377.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的方法，该方法包括：
378.对污染空气进行热处理，包括：
379.将包括病原体的污染空气接纳在加热单元的加热腔室的多孔区域内，多孔区域被构造成将病原体保留在多孔区域中；
380.使被保留在多孔区域中的病原体经受加热循环，加热循环至少包括第一阶段和第二阶段，使被保留在多孔区域中的病原体经受加热循环包括：
381.通过位于加热腔室附近的加热元件向加热腔室供应热量，其中，在第一阶段中，热量的供应根据第一温度设定点执行，并且其中，在第二阶段中，热量的供应根据第二温度设定点执行，第二温度设定点不同于第一温度设定点；以及
382.向用户供给被处理的空气。
383.在一些实现方式中，第一温度设定点低于第二温度设定点。
384.在一些实现方式中，第一温度设定点和第二温度设定点中的至少一个温度设定点被设定在足够高以使病原体失活的温度。
385.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
386.吸入处理单元，吸入处理单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，吸入
387.处理单元包括：
388.空气进入部分，空气进入部分被构造成接纳污染空气，空气进入部分包括：
389.空气泵，空气泵用于增加污染空气的压力；
390.过滤单元，过滤单元与空气进入部分流体连通，过滤单元包括：
391.过滤器，过滤器包括多孔材料，多孔材料被构造成将病原体保留在多孔材料中，以
产生被处理的空气，过滤器被构造成经受过滤阶段和清洁阶段；
392.供给入口，供给入口包括止回阀，以供应被处理的空气；以及
393.面罩，面罩被联接到供给入口，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
394.在一些实现方式中，过滤器被构造成基本上同时经受过滤阶段和清洁阶段。
395.在一些实现方式中，过滤器被构造成依次经受过滤阶段和清洁阶段。
396.在一些实现方式中，过滤器能从过滤单元和吸入处理移除。
397.在一些实现方式中，过滤器能从过滤单元和吸入处理移除，以经受清洁阶段。
398.在一些实现方式中，过滤器被构造成能在清洁阶段之后重复使用。
399.在一些实现方式中，过滤器被构造成在清洁阶段期间在吸入处理单元的外部经受热处理。
400.在一些实现方式中，多孔材料被构造成在热处理期间承受50℃以上的温度。
401.在一些实现方式中，过滤器被构造成在清洁阶段期间经受等离子体处理，以使被捕集在过滤器中的病原体失活。
402.在一些实现方式中，过滤单元还包括：
403.壳体，壳体限定盒部接纳部分；以及
404.盒部，盒部包括用于使过滤器保持就位的过滤器保持框架，盒部能被接纳在盒部接纳部分中。
405.在一些实现方式中，盒部能从盒部接纳部分移除，以从过滤单元和吸入处理移除过滤器。
406.在一些实现方式中，过滤器保持框架被构造成能够可滑动地插入到盒部接纳部分中。
407.在一些实现方式中，过滤器保持框架被构造成通过卡扣机构而被接纳在盒部接纳部分中。
408.在一些实现方式中，盒部能被接纳在盒部接纳部分中，以围绕盒部提供气密密封。
409.在一些实现方式中，过滤器的厚度介于约5mm至约1cm之间。
410.在一些实现方式中，多孔材料的孔尺寸介于约1nm至约10nm之间。
411.在一些实现方式中，多孔材料的孔尺寸介于约1nm至5nm之间。
412.在一些实现方式中，多孔材料由金属制成。
413.在一些实现方式中，多孔材料由不锈钢制成。
414.根据权利要求143所述的装置，其中，多孔材料由铜制成。
415.在一些实现方式中，多孔材料包括烧结的金属纤维。
416.在一些实现方式中，多孔材料包括由烧结的金属纤维构成的多个层，以形成多层多孔材料。
417.在一些实现方式中，过滤器被构造成使得在清洁阶段期间能够施加穿过过滤器的电场，以使被捕集在过滤器中的病原体失活。
418.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径约为300nm或更小的病原体进行保留。
419.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于约300nm至约100nm之间的病原体进行保留。
420.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于约100nm至约50nm之间的病原体进行保留。
421.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于约50nm至约10nm之间的病原体进行保留。
422.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于10nm至1nm之间的病原体进行保留。
423.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径小于约5nm的病原体进行保留。
424.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径小于约2nm的病原体进行保留。
425.在一些实现方式中，多孔材料被构造成将99％的直径大于1.5nm的病原体保留在多孔材料中。
426.在一些实现方式中，该装置还包括呼出处理单元，呼出处理单元与面罩流体联通，以对来自用户的呼出的空气进行处理。
427.在一些实现方式中，呼出处理单元包括出口管线，出口管线被联接到面罩且被构造成接纳来自用户的呼出的空气，出口管线包括止回阀，以将被处理的呼出的空气排出到大气中。
428.在一些实现方式中，呼出处理单元包括如在权利要求126至156中的任一项中限定的废气等离子体反应器和附加过滤单元中的至少一个。
429.在一些实现方式中，该装置包括如在任意以上权利要求中限定的一个或多个特征，和/或在此描述和/或示出的一个或多个特征。
430.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
431.过滤单元，过滤单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，过滤单元包括：
432.过滤器，过滤器包括多孔材料，多孔材料被构造成将病原体保留在多孔材料中，以产生被处理的空气，过滤器被构造成经受过滤阶段和清洁阶段；
433.面罩，面罩包括：
434.过滤单元接纳开口，过滤单元接纳开口被构造成在过滤单元接纳开口中接纳过滤单元；以及
435.外表面和内表面，内表面和用户的面部限定吸入腔室，吸入腔室用于接纳供用户吸入的被处理的空气。
436.在一些实现方式中，过滤器被构造成基本上同时经受过滤阶段和清洁阶段。
437.在一些实现方式中，过滤器被构造成依次经受过滤阶段和清洁阶段。
438.在一些实现方式中，过滤器能从过滤单元移除。
439.在一些实现方式中，过滤器能从过滤单元移除，以经受清洁阶段。
440.在一些实现方式中，过滤器被构造成能在清洁阶段之后重复使用。
441.在一些实现方式中，过滤器被构造成在清洁阶段期间在吸入处理单元的外部经受热处理。
442.在一些实现方式中，多孔材料被构造成在热处理期间承受50℃以上的温度。
443.在一些实现方式中，过滤器被构造成在清洁阶段期间经受等离子体处理，以使被捕集在过滤器中的病原体失活。
444.在一些实现方式中，过滤单元还包括：
445.壳体，壳体限定盒部接纳部分；以及
446.盒部，盒部包括用于使过滤器保持就位的过滤器保持框架，盒部能被接纳在盒部接纳部分中。
447.在一些实现方式中，盒部能从盒部接纳部分移除，以从过滤单元移除过滤器。
448.在一些实现方式中，过滤器保持框架被构造成能够可滑动地插入到壳体的盒部接纳部分中。
449.在一些实现方式中，过滤器保持框架被构造成通过卡扣机构而被接纳在盒部接纳部分中。
450.在一些实现方式中，盒部能被接纳在盒部接纳部分中，以围绕盒部提供气密密封。
451.在一些实现方式中，过滤器的厚度介于约5mm至约1cm之间。
452.在一些实现方式中，多孔材料的孔尺寸介于约1nm至约10nm之间。
453.在一些实现方式中，多孔材料的孔尺寸介于约1nm至5nm之间。
454.在一些实现方式中，多孔材料由金属制成。
455.在一些实现方式中，多孔材料由不锈钢制成。
456.在一些实现方式中，多孔材料由铜制成。
457.在一些实现方式中，多孔材料包括烧结的金属纤维。
458.在一些实现方式中，多孔材料包括由烧结的金属纤维构成的多个层，以形成多层多孔材料。
459.在一些实现方式中，过滤器被构造成使得在清洁阶段期间能够施加穿过过滤器的电场，以使被捕集在过滤器中的病原体失活。
460.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径约为300nm或更小的病原体进行保留。
461.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于约300nm至约100nm之间的病原体进行保留。
462.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于约100nm至约50nm之间的病原体进行保留。
463.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于约50nm至约10nm之间的病原体进行保留。
464.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径介于10nm至1nm之间的病原体进行保留。
465.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径小于约5nm的病原体进行保留。
466.在一些实现方式中，多孔材料被构造成对质量中值空气动力学直径小于约2nm的病原体进行保留。
467.在一些实现方式中，多孔材料被构造成将99％的直径大于1.5nm的病原体保留在多孔材料中。
468.在一些实现方式中，该装置包括如在任意以上权利要求中限定的一个或多个特征，和/或在此描述和/或示出的一个或多个特征。
469.根据另一方面，提供一种用于对污染空气进行处理的装置，该装置包括：
470.吸入处理单元和呼出处理单元中的至少一个处理单元，吸入处理单元被联接到能佩戴在用户的面部上的面罩，以对将被用户吸入的空气进行处理，呼出处理单元被联接到可佩戴的面罩，以对来自用户的呼出的空气进行处理，吸入处理单元和呼出处理单元中的至少一个处理单元包括：
471.过滤单元，过滤单元被构造成接纳污染空气，过滤单元包括：
472.过滤器，过滤器包括多孔材料，多孔材料被构造成将病原体保留在多孔材料中，以产生被处理的空气，且过滤器被构造成在过滤阶段和清洁阶段之间循环。
473.在一些实现方式中，该装置包括如在任意以上权利要求中限定的一个或多个特征，和/或在此描述和/或示出的一个或多个特征。
474.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
475.过滤单元，过滤单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，过滤单元包括：
476.过滤器，过滤器包括金属多孔材料，金属多孔材料被构造成将病原体保留在金属多孔材料中，以产生被处理的空气，过滤器被构造成经受过滤循环和清洁循环；
477.面罩，面罩与过滤单元流体联通，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
478.在一些实现方式中，过滤器被构造成基本上同时经受过滤阶段和清洁阶段。
479.在一些实现方式中，过滤器被构造成依次经受过滤阶段和清洁阶段。
480.在一些实现方式中，过滤器能从过滤单元移除，以经受清洁阶段。
481.在一些实现方式中，过滤器被构造成能在清洁阶段之后重复使用。
482.在一些实现方式中，过滤单元还包括：
483.壳体，壳体限定盒部接纳部分；
484.盒部，盒部包括用于使过滤器保持就位的过滤器保持框架，盒部能被接纳在盒部接纳部分中；以及
485.电绝缘衬垫，电绝缘衬垫用于使过滤器电绝缘。
486.在一些实现方式中，盒部能从盒部接纳部分移除，以从过滤单元和吸入处理移除过滤器。
487.在一些实现方式中，过滤器保持框架被构造成能够可滑动地插入到盒部接纳部分中。
488.在一些实现方式中，过滤器保持框架被构造成通过卡扣机构而被接纳在盒部接纳部分中。
489.在一些实现方式中，盒部能被接纳在盒部接纳部分中，以围绕盒部提供气密密封。
490.在一些实现方式中，金属多孔材料由不锈钢制成。
491.在一些实现方式中，金属多孔材料由铜制成。
492.在一些实现方式中，金属多孔材料包括烧结的金属纤维。
493.在一些实现方式中，多孔材料包括由烧结的金属纤维构成的多个层，以形成多层多孔材料。
494.在一些实现方式中，金属多孔材料形成第一电极。
495.在一些实现方式中，盒部形成第二电极。
496.在一些实现方式中，过滤器被构造成使得在清洁阶段期间第一电极和第二电极能够被施加电场，以使被捕集在过滤器中的病原体失活。
497.在一些实现方式中，过滤器被连接到dc高电压源或ac电压源。
498.在一些实现方式中，该装置包括如在任意以上权利要求中限定的一个或多个特征，和/或在此描述和/或示出的一个或多个特征。
499.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的装置，该装置包括：
500.过滤单元，过滤单元用于对将被用户吸入的空气进行处理，过滤单元包括：
501.过滤器，过滤器包括多孔材料，多孔材料被构造成将病原体保留在多孔材料中，以产生被处理的空气，过滤器被构造成经受过滤循环和清洁循环；
502.等离子体生成器，等离子体生成器被构造成在清洁阶段期间施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过过滤器，以从过滤器生成等离子体；以及
503.面罩，面罩与过滤单元流体联通，以接纳供用户吸入的被处理的空气。
504.在一些实现方式中，过滤器被构造成基本上同时经受过滤阶段和清洁阶段。
505.在一些实现方式中，过滤单元还包括污染物移除单元，污染物移除单元被构造成接纳被等离子体处理的气流，以及移除由在清洁阶段期间产生的等离子体生成的化合物中的至少一部分化合物。
506.在一些实现方式中，过滤器被构造成依次经受过滤阶段和清洁阶段。
507.在一些实现方式中，过滤器被构造成能在清洁阶段之后重复使用。
508.在一些实现方式中，该装置包括如在任意以上权利要求中限定的一个或多个特征，和/或在此描述和/或示出的一个或多个特征。
509.根据另一方面，提供一种用于对供用户吸入的污染空气进行处理的方法，该方法包括：
510.使污染空气经受过滤阶段以产生消除病原体的被处理的空气，包括：
511.使污染空气在流入方向上行进穿过过滤单元的过滤器，过滤单元与能佩戴在用户的面部上的面罩流体连通，过滤器包括多孔材料，多孔材料被构造成将病原体保留在多孔材料中，以产生将被用户吸入的被处理的空气；以及
512.使过滤器经受清洁阶段，以使被保留在过滤器中的病原体失活。
513.在一些实现方式中，该方法还包括在给定的使用持续时间之后从过滤单元移除过滤器，使过滤器经受清洁阶段，以及将过滤器放回到过滤单元中以用于随后的过滤循环。
514.在一些实现方式中，清洁阶段在使用面罩时执行。
515.在一些实现方式中，清洁阶段在面罩从用户的面部移除时执行。
516.在一些实现方式中，多孔材料是金属多孔材料，清洁阶段包括施加穿过过滤器的电场，以使被保留在过滤器中的病原体失活。
517.在一些实现方式中，清洁阶段包括使过滤器经受等离子体处理。
518.在一些实现方式中，清洁阶段包括湿式热处理，湿式热处理包括：
519.将过滤器浸入到水性介质中；
520.在足以至少使病原体失活的温度和持续时间下对水性介质进行加热。
521.在一些实现方式中，湿式热处理在至少100℃的温度下执行。
522.在一些实现方式中，湿式热处理在至少1分钟的持续时间内执行。
523.在一些实现方式中，湿式热处理在介于约1分钟至5分钟之间的持续时间内执行。
524.在一些实现方式中，清洁阶段包括干式热处理，干式热处理包括：
525.在足以至少使病原体失活的温度和持续时间下对过滤器进行加热。
526.在一些实现方式中，干式热处理在至少65℃的温度下执行。
527.在一些实现方式中，干式热处理在介于约5分钟至约30分钟之间的持续时间内执行。
528.在一些实现方式中，过滤单元被集成在面罩中。
529.在一些实现方式中，该方法还包括通过使来自用户的呼出的空气在流出方向上行进穿过过滤器来对呼出的空气进行处理，流出方向与流入方向相反。
530.在一些实现方式中，过滤单元被布置成与面罩分离的部件。
531.在一些实现方式中，该方法还包括：
532.对来自用户的呼出的空气进行处理，包括：
533.使呼出的空气经受废气病原体消除，以产生被处理的呼出的空气；
534.防止呼出的空气往回朝向用户回流；以及
535.将被处理的呼出的空气排出到大气中。
536.在一些实现方式中，使呼出的空气经受废气病原体消除包括使呼出的空气行进穿过附加过滤单元，以产生被处理的呼出的空气，附加过滤单元与面罩流体连通。
附图说明
537.图1是用于对将被吸入的空气和呼出的空气进行处理的多级处理系统的实现方式的示意性表示，该多级处理系统包括吸入处理单元和废气等离子体反应器部分，吸入处理单元包括空气进入部分、热处理部分、uv处理部分、等离子体反应器部分以及吸入前处理部分。
538.图2是同轴等离子体反应器的前视图，同轴等离子体反应器用作多级处理系统的废气等离子体反应器部分的一部分。
539.图3是图2的同轴等离子体反应器的侧视图。
540.图4a是具有固体导电内电极的同轴等离子体反应器的侧视图。
541.图4b是具有固体导电内电极和电介质珠的同轴等离子体反应器的侧视图。
542.图4c是具有导电珠的同轴等离子体反应器的侧视图。
543.图5是多级处理系统的等离子体反应器部分和吸入前处理部分的示例。
544.图6是多级处理系统的示意性表示，该多级处理系统被连接到佩戴在用户的面部上的面罩。
545.图7是用于对将被吸入的空气和呼出的空气进行处理的多级处理系统的实现方式的示意性表示，该多级处理系统包括吸入处理单元和废气等离子体反应器部分，吸入处理单元包括空气进入部分，热处理部分以及吸入前处理部分。
546.图8是对污染空气进行处理的顺序的示意性表示。
547.图9是从水滴释放病原体的过热过程的示意性表示。
548.图10是病原体被捕集在多孔材料中的示意性表示。
549.图11是加热单元的侧视图，该加热单元用作多级处理系统的热处理部分的一部分。
550.图12a是包括多孔材料的散热器的前视图。
551.图12b是图12a的散热器的中间部分的前视图。
552.图12c是图12a的散热器的顶视图。
553.图13是加热单元的侧视图和相关联的图表，该图表示出了根据加热单元中的行进距离的空气分子速度和病原体速度。
554.图14是具有固体导电内电极和电介质多孔材料的等离子体反应器的侧视图，且相关联地示出了根据加热单元中的行进距离的空气分子速度和病原体速度。
555.图15是图14的等离子体反应器的侧视图，示出了等离子体反应器的各种部分的放大的部分，且相关联地示出了根据加热单元中的行进距离的空气分子速度和病原体速度。
556.图16是被佩戴在用户的面部上的面罩的示意性表示，面罩被联接到多级处理系统，该图示出了被处理的空气离开面罩以防止环境空气渗入进口。
557.图17a是用于对将被吸入的空气和呼出的空气进行处理的多级处理系统的实现方式的另一个示意性表示，该多级处理系统包括吸入处理单元和废气等离子体反应器部分，吸入处理单元包括空气进入部分，热处理部分以及吸入前处理部分。
558.图17b是用于对将被吸入的空气和呼出的空气进行处理的多级处理系统的实现方式的另一个示意性表示，该多级处理系统包括吸入处理单元和废气等离子体反应器部分，吸入处理单元包括空气进入部分，热处理部分以及吸入前处理部分。
559.图18是病原体被捕集在多孔材料中的另一个示意性表示。
560.图19是加热单元的侧视图，该加热单元包括散热器、加热器、温度传感器以及多孔材料。
561.图20示出了第一曲线图和第二曲线图，第一曲线图示出了温度根据时间的变化，第二曲线图示出了加热功率根据时间的变化，加热功率根据时间的变化与多级处理系统的热单元的功率使用相关。
562.图21是过滤单元的透视图，该过滤单元包括限定盒部接纳部分的壳体和相关联的盒部。
563.图22是在图21中示出的盒部的透视图。
564.图23a至图23b示出了具有被集成在面罩中的过滤单元的面罩的示例。
565.图24示出了过滤单元的实现方式，该过滤单元包括以并排关系布置的四个过滤器，该过滤单元可由用户携带。
566.图25示出了第一曲线图、第二曲线图以及第三曲线图，第一曲线图示出了面罩的吸入腔室中的压力根据时间的变化，第二曲线图示出了吸入腔室中的鼓风机速度根据时间的变化，第三曲线图示出了吸入腔室中的鼓风机功率根据时间的变化。
具体实施方式
567.可使空气经受处理以移除如果被吸入则可能是有害的污染物。例如，可通过使污
染空气经受多级处理过程，来对将被用户吸入的环境空气进行处理，以移除污染物，多级处理过程可由多级处理系统实施。多级处理系统可包括用于对将被用户吸入的空气进行处理的吸入处理单元、可佩戴在用户的面部上的面罩、以及用于对呼出的空气进行处理的呼出处理单元。吸入处理单元和呼出处理单元可包括各种子单元和组件，下面描述了各种子单元和组件的一些示例。
568.例如，吸入处理单元可包括至少一个污染物移除单元，以及可选的副产物移除单元，至少一个污染物移除单元以及可选的副产物移除单元可被构造成移除选定的污染物，例如颗粒、挥发性有机化合物(volatile organic compound，voc)、碳氢化合物、co2、no
x
以及臭氧。可以为多个的污染物移除单元可被构造成移除空气中天然存在的、但是不希望在吸入处理单元的随后的阶段中存在的化合物(例如，在一些实现方式中，为co2)和/或不希望被用户吸入的化合物(例如，voc、颗粒)。副产物移除单元可被构造成移除如下的化合物，该化合物不一定以显著的量出现在天然空气中，但是由吸入处理单元的一个或多个阶段生成，并因此理想地在被用户吸入之前被移除(例如，no
x
、臭氧)。
569.吸入处理单元还可包括一个或多个病原体降解单元。病原体降解单元的示例包括热处理部分、紫外线(uv)处理部分以及等离子体反应器部分。吸入处理单元被联接到用户佩带在她的面部上的面罩，使得用户可吸入被处理的空气。吸入处理单元被构造成限定至少一个流体通道，该至少一个流体通道将大气流体地连接到面罩的内部，使得空气可穿过各种处理单元，然后被处理的空气被吸入。流体通道可包括一些管或导管，以及存在于吸入处理单元中的各种单元的腔室。在一些实现方式中，所有三个病原体降解单元可优选地以如下顺序串联地包括在吸入处理单元中：热处理部分、紫外线(uv)处理部分，然后是等离子体反应器部分。然而，应注意，可提供病原体降解单元的各种不同的布置和组合，以在破坏病原体(例如细菌和病毒)方面实现冗余度和效率。
570.面罩还被联接到呼出处理单元。呼出处理单元能够对来自用户的呼出的空气进行处理。在用户呼出的空气潜在地包含病原体(例如病毒或细菌)且这些病原体在环境空气中的释放可能对可能暴露于这种污染空气的其他个体有害的情况下，对呼出的空气进行处理可能是有用的。呼出处理单元可包括一个或多个废气病原体降解单元，例如废气等离子体反应器部分。呼出处理单元还被构造成限定流体通道，该流体通道将面罩的内部流体地连接到大气，使得被处理的呼出的空气可穿过废气病原体降解单元，然后被释放到大气中。该流体通道还可包括一些管或导管，以及废气病原体降解单元中的腔室。
571.应注意，吸入处理单元和呼出处理单元各自可限定如下的流体通道，该流体通道使得空气能够从大气流向用于吸入的面罩，然后返回到大气；且该流体通道可配备有止回阀以防止空气回流。止回阀可沿着流体通道被定位在一些位置，以确保处理单元的功能并提高用户的安全性。吸入处理单元还可包括加压系统，加压系统用于对空气进行加压以迫使空气流动穿过该单元到达面罩。
572.吸入处理单元和呼出处理单元中的一个或两者可包括一个或多个过滤单元。过滤单元包括由多孔材料制成的过滤器，该多孔材料被构造成将各种污染物(例如病原体和颗粒，或者可通过过滤机构而被保留的任何其他类型的污染物)保留或捕集在多孔材料中。在一些实现方式中，过滤器可从过滤器的运行位置(即过滤单元被安装以实现过滤单元的过滤功能的位置)移除，以进行清洁和净化。换言之，过滤器可由用户从吸入处理单元或呼出
处理单元移除，以进行清洁和净化。一旦被净化，过滤单元就可以由用户重新定位到过滤单元的运行位置，且重新用于过滤。替代地，在使用面罩时或者在不使用面罩时，过滤器可保持在过滤器的运行位置，以进行清洁和净化。因此，过滤器可依次或同时地经受过滤阶段和清洁阶段，以进行重复使用。因此，过滤单元可以在一定时间段内用于执行过滤，从吸入处理单元或呼出处理单元移除以进行清洁，然后被放回到对应的吸入处理单元或呼出处理单元以执行过滤。过滤单元还可同时用于执行过滤和进行清洁，使得被保留在过滤器中的污染物失活。过滤单元尽管未被用户使用，但也可保持在过滤单元的运行位置处，且在准备好由用户重复使用之前经受清洁和净化。方案的选择可取决于在清洁阶段期间进行的净化的类型。
573.与过滤单元被单独地提供同时与面罩流体连通的情况(例如当过滤单元被包括在如上所述的吸入处理单元或呼出处理单元中时)相反，过滤单元还可被集成在可佩戴在用户的面部上的面罩中。当过滤单元被集成在面罩中时，将被用户吸入的环境空气以及随后从用户呼出的空气都可被过滤单元处理，以将污染物保留在过滤单元中。
574.现在，将更详细地描述多级处理系统的各种实现方式。
575.吸入处理单元
576.参照图1、图7、图17a以及图17b，示出了包括吸入处理单元12的多级处理系统10的示例。在一些实现方式中，吸入处理单元12包括空气进入部分14、热处理部分16、uv处理部分18、等离子体反应器部分20以及吸入前处理部分22。现在，将更详细地描述吸入处理单元的这些部件中的每一个部件。
577.空气进入部分
578.参照图1，空气进入部分14被构造成接纳可能被各种污染物(例如颗粒、气体、微生物病原体)污染的环境空气流。空气进入部分包括入口、颗粒过滤器50、空气泵52(也称为空气压缩机)以及止逆阀54(也被称为止回阀)。颗粒过滤器50被构造成从空气中分离颗粒并产生颗粒减少的气流。通常，空气泵52驱动空气流经由入口，然后穿过颗粒过滤器50来穿过空气进入部分14，且还穿过吸入处理单元12。在一些实现方式中，泵52可以是隔膜泵。在一些实现方式中，压力可提高到介于约100kpag至约150kpag之间。在一些实现方式中，压力可提高到例如约600kpag。下面提供了关于在压力调节器的上游的多级处理系统的加压的更多细节。止逆阀54确保颗粒减少的气流的单向流动。换言之，止逆阀54使得加压的颗粒减少的气流能够向前流动，同时防止加压的颗粒减少的气流回流到空气进入部分14的上游部分。各种类型的止逆阀可用于空气进入部分14。在一些实现方式中，考虑到系统的加压，可选择由金属制成的止逆阀，以利用由金属制成的止逆阀的坚固性。止逆阀54还可由适合于加压应用的其他材料制成。在一些实现方式中，止逆阀54可例如为球形止逆阀。颗粒过滤器50可以是适合于对具有一定直径的颗粒或颗粒物进行移除的任何过滤器。在一些实现方式中，颗粒过滤器被构造成移除直径高达约100微米的颗粒。
579.此外，尽管所示的实施例示出了颗粒过滤器50，后跟着空气泵52，然后跟着止回阀54，但是应注意，各种其他布置是可能的。还应注意，其他单元也可被添加到空气进入部分14，例如其他移除单元被添加到空气进入部分14，以在吸入处理单元的随后的阶段之前移除污染物。还应注意，空气进入部分14可以不具有过滤器或其他移除单元，而是可简单地包括空气泵和可选的止回阀，可选的止回阀取决于随后的单元以及是否应避免回流。
580.在一些实现方式中，参照图7、图17a以及图17b，空气进入部分14可包括入口、颗粒过滤器50以及空气泵52，空气泵52也可被称为“鼓风机”。如上所述，颗粒过滤器50可被构造成从空气中分离颗粒并产生颗粒减少的气流。空气泵52或鼓风机被构造成驱动待处理的空气流经由入口，然后穿过颗粒过滤器50来穿过空气进入部分14，然后将空气供应到热处理部分。在一些实现方式中，如图17a所示，空气泵52可被布置成空气进入部分14的一部分，以驱动空气流进入吸入处理单元12的下游子单元。在其他实现方式中，如图17b所示，空气泵52可被布置成吸入前处理部分22的一部分，且被构造成将空气流吸入到吸入处理单元12的上游子单元中。换言之，空气泵52可被构造成将污染空气吸入到空气进入部分14中，然后吸入到布置在空气进入部分14的下游的子单元中。在一些实现方式中，例如在图7和图17a中示出的实现方式中，空气泵52或鼓风机可被构造成将待处理的空气加压到大气压力以上。
581.空气进入部分14与一个或多个病原体降解单元流体连通，一个或多个病原体降解单元接纳加压的和可选的颗粒减少的气流。
582.一个或多个病原体降解单元
583.吸入处理单元12还包括位于空气进入部分14的下游的一个或多个病原体降解单元。病原体降解单元或多个病原体降解单元中的第一个病原体降解单元被构造成接纳加压空气或吸入的空气，并减少加压空气或吸入的空气的病原体含量。
584.图1示出了包括三个病原体降解单元的吸入处理单元12的实现方式，这三个病原体降解单元是：加热单元56、uv处理单元58以及等离子体反应器单元60。这些单元中的每一个单元被集成在吸入处理单元12的对应部分中，吸入处理单元12的对应部分可包括或可以不包括附加特征和结构。
585.在图1中，加热单元56被包括在热处理部分16中，热处理部分还包括被布置在加热单元56的上游的第一污染物移除单元62以及被布置在加热单元56的下游的第二污染物移除单元64。uv处理单元58被布置在uv部分18中。等离子体反应器单元60被包括在等离子体反应器部分20中，等离子体反应器部分20还包括位于等离子体反应器单元的下游的第三污染物移除单元66。下面提供关于这些部分中的每一个的细节。
586.在图7和图17中示出的实现方式中，吸入处理单元12包括作为病原体降解单元的加热单元56。加热单元56被包括在热处理部分16中，热处理部分56可包括或者可以不包括附加特征和结构。
587.热处理部分
588.热处理部分16与以上描述的加压空气进入部分14流体连通。加压的颗粒减少的气流被引导到第一污染物移除单元62(第一污染物移除单元也可被称为“捕集器”或过滤器)以移除污染物，例如水蒸气、co2、烃类(例如非甲烷烃类(non-methane hydrocarbon，nmhc))、voc以及卤素化合物(如果存在的话)。第一污染物移除单元62可包括不同的层，不同的层各自具有对应的目的，以提高污染物移除过程的整体效率。例如，第一污染物移除单元62可包括分子筛、干燥剂、活性炭或任何其他合适的吸附剂。在图1中示出的实现方式中，第一污染物移除单元62包括四个层：由分子筛68(例如可被构造成吸附有效直径小于1nm的分子的分子筛)构成的第一层，由干燥剂70构成的第二层，由活性炭72构成的第三层，以及由可与第一层中使用的分子筛相似或不同的分子筛74构成的第四层。
589.在一些实现方式中，第一污染物移除单元62被构造成将空气的co2含量降低到给
定阈值以下。降低co2含量在吸入处理单元12的一个或多个后续阶段中可以是有益的，例如以避免例如在等离子体反应器单元60中的处理期间co2向co的不希望的转化。可能希望避免co产生，因为该副产物不应到达用户以供吸入，但是该副产物如果形成的话就相对难以去移除。因此，通过移除co的前驱体，可减轻co的形成以及与co的形成相关的挑战。
590.在一些实现方式中，第一污染物移除单元62可有助于降低空气流的速度，这可有助于增加空气在热处理部分中的停留时间。
591.空气流离开第一污染物移除单元62并流入到加热单元56中，以在足以使空气的病原体含量减少的温度下进行热处理并产生被热处理的气流。在一些实现方式中，热处理可以在约250℃至约350℃之间的温度下操作。在一些实现方式中，操作热处理的温度以及空气流在加热单元中的停留时间足以杀灭可包含在空气流中的大多数或基本上所有病菌(例如病毒和细菌)或使大多数或基本上所有病菌失活。
592.可使用温度传感器76以及可操作地连接到加热单元56的控制器来监控热处理的温度。当温度传感器76检测到给定较低阈值以下的温度时，控制器可打开加热单元56或对加热单元56进行加热，且当温度传感器76检测到给定较高阈值以上的温度时，控制器可关闭加热单元56或将加热单元56调低。在一些实现方式中，较低阈值可介于约225℃至约275℃之间，而较高阈值可介于约325℃至约350℃之间。
593.加热单元56可包括可由各种材料制成的加热容器。在一些实现方式中，加热元件被插入到加热容器中。加热元件可以是筒式(cartridge)加热器。诸如金属网或金属棉的填充物还可被插入到加热容器中，以改善散热并增大表面面积。合适的填充物的示例可包括不锈钢棉或不锈钢网，或者铜棉或铜网。加热容器可以用隔热材料来隔热以减少热量损失。隔热材料可以是例如矿物基隔热材料、陶瓷纤维隔热材料以及珍珠岩隔热材料。在一些实现方式中，加热容器可通过乙醇凝胶、丁烷或电加热系统来被加热。
594.参照图7、图11以及图12，当加热单元56包括加热容器78(例如由金属制成的加热容器)时，加热容器78可包括加热腔室80，加热腔室80被构造成在加热腔室中接纳一个或多个病原体移除单元88。在图7和图11中示出的实现方式中，加热元件82被布置在加热腔室80的外部，紧邻加热腔室80且在加热容器78内，且可操作地连接到电池(未示出)，以向加热元件82提供电力。在一些实现方式中，如上所述，加热元件82可被布置在加热容器78内，即被布置在加热腔室80内。例如，加热元件82可以是位于加热腔室80中的筒式加热器。图17a、图17b以及图19示出了如下实现方式，其中，加热元件82包括被布置在加热容器78的加热腔室80内的筒式加热器84。在所示的实现方式中，筒式加热器84被散热器86或热交换器围绕，这将在下文更详细地讨论。还可使用任何其它合适的加热装置。
595.在一些实现方式中，如图7、图17a以及图17b所示，可省略第一污染物移除单元。
596.病原体移除单元88可由多孔材料制成，该多孔材料增大了包含病原体的空气流动穿过的表面面积。在一些实现方式中，多孔材料可具有大的孔，且被构造成散热器或热交换器。散热器可由金属或另一种热导体材料制成。例如，图12示出了被接纳在加热单元78的加热腔室80内的散热器86。在一些实现方式中，与具有较小的孔的多孔材料相比，热交换器可有助于减少空气流行进穿过热交换器时的压力损失。热交换器被构造成增强待处理的空气与由加热元件82提供的热量之间的热传递，从而快速且有效地提高待处理的空气的温度。在这样的实现方式中，快速的热传递可有助于将包含在待处理的空气中的病原体快速地暴
露于高温度，这又可提供使加热腔室80内的病原体失活或破坏病原体的有效方式。
597.在一些实现方式中，病原体移除单元88的多孔材料的孔尺寸可被构造成将病原体捕集或保留在多孔材料中。例如，这种多孔材料的孔尺寸可介于例如约1nm至400nm之间。在一些实现方式中，孔尺寸可介于10nm至300nm之间。使得孔尺寸在该范围内的材料的示例可包括分子筛或多孔玻璃，例如受控孔玻璃(controlled pore glass，cpg)。
598.在病原体移除单元88的多孔材料的孔尺寸被构造成将病原体捕集在多孔材料中的实现方式中，供应到加热单元56的空气沿着曲折的路径同时经由穿过病原体移除单元88的孔行进，而尺寸比孔的尺寸大的病原体则被捕集在病原体移除单元88中。因此，被捕集在病原体移除单元88中的病原体在增加的停留时间内保持在加热单元56中，这又可有助于使最初包含在空气中的病原体失活或破坏病原体，因为病原体在更长的时间段内暴露于热量。该概念在图13中示意性地示出，图13示出了穿过相继的第一病原体移除单元88和第二病原体移除单元的空气流的速度在行进穿过第一病原体移除单元和第二病原体移除单元时保持基本上相似。相反，当病原体被引入到病原体移除单元88中时，由于病原体被捕集在病原体移除单元88的多孔材料中，因此病原体的速度显著降低。当然，图13仅用于说明性目的，且应理解，行进穿过加热单元56的空气流的速度也可根据多孔材料的孔尺寸而降低。
599.在一些实现方式中，病原体可与被包含在待处理的空气中的水滴相关联，且由病原体移除单元88提供的曲折的路径可有助于水滴蒸发，从而从水滴中释放病原体。然后，病原体移除单元88可捕集曾与蒸发的水相关联且现在从蒸发的水分离的病原体。同时，当向加热单元56提供热量时，被捕集在病原体移除单元88中的病原体被暴露于足以使病原体失活或破坏病原体的温度。
600.在一些实现方式中，进行热处理的温度可例如介于约100℃至约450℃之间。在一些实现方式中，进行热处理的温度足以使包含在待处理的空气中的水过热。除了通过施加热量来使病原体失活或破坏病原体之外，使包含在待处理的空气中的水滴过热可导致副产物的形成，而副产物可能又对病原体的生存能力产生影响。例如，过热蒸气中的氢氧根离子(oh-)和水合氢离子(h3o
+
)的浓度的增大可导致在病原体移除单元88内发生氧化反应，从而进一步有助于使病原体失活或破坏病原体。此外，存在于多孔材料的表面上的离子，例如ca
2+
和na
+
，可用作催化剂来分解可能存在于待处理的空气中的有机分子。因此，提供到加热单元56的热量和使用病原体移除单元88的组合提供从水滴分离病原体的手段，以将病原体捕集在病原体移除单元88内，并通过施加热量以及在一些实现方式中通过在一个或多个病原体移除单元88内发生的各种化学反应，来使被捕集的病原体失活或破坏被捕集的病原体。
601.在一些实现方式中，如图7所示，当多于一个病原体移除单元88被接纳在加热腔室内时，第一病原体移除单元88可被构造成接纳颗粒减少的气流并提供具有增大的表面面积的第一多孔区域，以使存在于污染空气中的水蒸发并从污染空气移除蒸气污染物，第二病原体移除单元88也可被接纳在加热腔室内，被构造成提供也具有增大的表面面积的第二多孔区域，且使存在于污染空气中的水蒸发以进一步从污染空气移除蒸气污染物。在本说明书的上下文中，词语“蒸气污染物”可包括病原体。第二病原体移除单元88可有助于进一步增加被包含在空气中的病原体在加热单元中的停留时间。在一些实现方式中，热处理可以在足以产生过热蒸气的温度下进行，如上所述，过热蒸气可有利于使病原体失活或破坏病
原体。例如，第一病原体移除单元88可由具有第一孔尺寸的材料制成，第二病原体移除单元88可由具有第二孔尺寸的材料制成，第二孔尺寸不同于第一孔尺寸。在一些实现方式中，第一孔尺寸可小于第二孔尺寸，或者第二孔尺寸可小于第一孔尺寸。材料和孔尺寸的选择可取决于希望从空气中移除的病原体，以及一旦使用时，病原体在一个或多个病原体移除单元88内的最终停留时间。
602.在一些实现方式中，被构造成散热器86的病原体移除单元88可与具有孔的病原体移除单元88组合地提供，孔足够小以将病原体捕集在病原体移除单元88中，具有孔的病原体移除单元88在加热腔室80的内部或者在加热腔室80的外部。例如，散热器86可被布置在具有孔的病原体移除单元88的上游，孔足够小以将病原体捕集在病原体移除单元88中。这样的构造可有助于快速地升高待处理的空气的温度，且使被包含在待处理的空气中的病原体中的至少一些病原体失活或破坏至少一些病原体。因此，随后的具有足够小以捕集病原体的孔的病原体移除单元88可提供附加机会，以通过捕集剩余病原体并使剩余病原体暴露于热量来进一步使剩余病原体失活或者破坏剩余病原体。
603.图17a、17b以及图19示出了加热单元56的示例，加热单元56包括限定加热腔室80的加热容器78。筒式加热器84被接纳在加热腔室80中，以向加热腔室80供应热量。筒式加热器84可操作地连接到电源，例如电池。筒式加热器84被散热器86或热交换器围绕。多孔材料90还被接纳在加热腔室80中，多孔材料90被示出为位于散热器86的下游。在所示的实现方式中，因此两个病原体移除单元88被接纳在加热腔室内，即，热交换器86作为第一多孔区域92，下游的多孔材料90作为第二多孔区域94(使用术语“第一”和“第二”是为了在存在多于一个多孔区域时便于表示多孔区域，且可互换地使用)。
604.可提供第一温度传感器96以监控加热元件附近的温度，加热元件在图17a、图17b以及图19中示出的实现方式中被表示为筒式加热器84。第二温度传感器98可被布置在第二多孔材料94附近，以监控围绕第二多孔材料94的区域中的温度。如将在下文进一步详细说明的，监控第二多孔材料94附近的加热腔室80内的温度可有助于确保在给定的时间段内达到足够高的温度，以使可能聚集在多孔材料内，特别是聚集在第二多孔材料94中的病原体失活以及破坏病原体。监控温度还可有利于实施给定的加热循环或病原体移除循环，如也将在下文进一步详细讨论的。
605.加热容器78与空气进入部分14流体连通，且被构造成接纳污染空气，污染空气可能已经经受过滤或可能没有经受过滤，以产生颗粒减少的气流。因此待处理的空气行进穿过散热器86或热交换器。如上所述，散热器86被构造成增强待处理的空气与由加热元件提供的热量之间的热传递，以快速且有效地提高加热腔室80内的待处理的空气的温度，这可有助于使被包含在待处理的空气中的病原体快速地暴露于高温度。在一些实现方式中，热交换器可包括金属网或金属棉，例如不锈钢棉或不锈钢网，或者铜棉或铜网。在图12中示出的多孔材料可以是金属网的示例，金属网可适合于用作在图17a、图17b以及图19中示出的实现方式的散热器86。在一些实现方式中，散热器86的多孔材料的孔尺寸可被构造成将尺寸比孔尺寸大的病原体捕集或保留在多孔材料中。在一些实现方式中，散热器86可被认为是病原体移除单元88。将病原体捕集在可以是第一多孔材料的散热器86内，可有助于将病原体加热到足够高的温度和/或在足够长的时间段内对病原体进行加热，以使病原体失活或破坏病原体。在其他实现方式中，散热器86还可具有大的孔，且被构造成快速且有效地加
热待处理的空气。
606.仍然参照图17a、图17b以及图19，第二多孔区域可包括金属网状物或一系列金属网状物。金属网状物也可被称为金属网或多孔金属纤维颗粒过滤器。金属网可例如由不锈钢网制成。金属网可被构造成通过表面过滤和深度过滤来过滤病原体。在一些实现方式中，金属网可具有小于约10nm的孔。在一些实现方式中，金属网可具有介于约1nm至约10nm之间的孔。在一些实现方式中，金属网可具有小于约1nm的孔。在一些实现方式中，金属网的孔尺寸可被确定成使得基本上没有病原体可行进穿过金属网，金属网的孔尺寸小于要从待处理的空气中移除的病原体的尺寸。在这样的实现方式中，如上所述，尺寸比多孔材料的孔尺寸更大的病原体在给定的时间段内可聚集在多孔材料内。当病原体保持被捕集在第二多孔区域内时，病原体可以在足够高的温度下暴露于加热，以使病原体失活或破坏病原体。
607.在一些实现方式中，金属网或多孔金属纤维颗粒过滤器可由烧结的金属纤维制成。在一些实现方式中，可存在由烧结的金属纤维构成的一个或多个层，以形成金属网或多孔金属纤维颗粒过滤器。金属纤维可被构造成基本上均匀地铺设，以形成三维非编织结构，可选地，三维非编织结构可以在接触点处被烧结。在存在多个层的实现方式中，金属网或多孔金属纤维颗粒过滤器可针对不同的层使用不同尺寸的金属纤维，这可有助于提高过滤性能。存在由金属纤维构成的多个层，可有助于提高过滤效率，且可使得能够捕集小的病原体(例如直径小于约1.5nm的病原体)，同时在多个层中保持小的或非常小的压降。然后，减小穿过金属网的压降，可例如通过减小泵或鼓风机的功率消耗来减小便携式装置的功率消耗。此外，金属网的导热性可通过提供基本上均匀地分布的热量来有利于增强热传递，且热量又可有助于中和病原体或使病原体失活。
608.应注意，在一些实现方式中，病原体移除单元88可包括串联地布置的多个金属网状物(金属网或多孔金属纤维颗粒过滤器)。多个金属网状物可例如以相邻的关系或以间隔开的关系布置。例如，如图17a和图17b所示，多于一个金属网可串联地布置。在一些实现方式中，提供一系列金属网状物可有助于增大病原体移除单元88的体积。
609.参照图20，在一些实现方式中，可根据给定的加热循环来控制加热腔室80内的温度。加热循环可有利于例如降低功率消耗，且可有助于延长电池寿命。加热循环可由在加热腔室80内监控的并根据低温度设定点或低温度阈值获得的温度与根据高温度设定点或高温度阈值获得的温度之间交替而引起。在一些实现方式中，低温度设定点可被设定在仍然足够高以使病原体失活或破坏病原体的温度或温度范围内。例如，低温度设定点可被设定在约150℃至约200℃之间、约200℃至约300℃之间、或者约250℃至350℃之间。替代地，在一些实现方式中，低温度设定点可被设定在低于约150℃的温度。高温度设定点被设定在比低温度设定点高的温度，且可对应于足够高以使病原体失活或破坏病原体的温度。在一些实现方式中，高温度设定点可被设定在约225℃至约275℃之间、约275℃至约350℃之间、或者约350℃至约400℃之间。应注意，针对低温度设定点给出的范围以及针对高温度设定点给出的范围是示例，以说明加热循环的一般原理，但是其他温度设定点也可以是合适的。在一些实现方式中，温度设定点可根据要破坏的病原体的类型来设定。
610.供应到加热元件的功率可以在低功率设定点或低功率阈值与高功率设定点或高功率阈值之间交替，这导致根据给定序列的、具有低功率的时间段和具有高功率的时间段的交替，给定序列可对应于低温度设定点和高温度设定点的交替的序列。
611.仍然参照图17a、图17b以及图19，控制器可以可操作地连接到加热元件82和温度传感器96，加热元件82可以是筒式加热器84。控制器可被配置成向加热元件提供必要的功率，使得加热元件82又根据加热循环来提供达到温度设定点所需的热量，该温度设定点可以是低温度设定点或高温度设定点。因此，给定的温度设定点将在给定的时间段内保持。然后，一旦给定的时间段结束，低温度设定点就可以在另一个给定的时间段内切换到高温度设定点(或者高温度设定点切换到低温度设定点)等。
612.如上所述，实施这样的加热循环可有利于降低总体功率消耗，这可有利地延长电池寿命。此外，在一些实现方式中，在低温度设定点与高温度设定点之间操作加热元件82使得能够执行可包括至少两个阶段的病原体移除循环。在病原体移除循环的第一阶段中，当温度被设定在低温度设定点时，被包含在待处理的空气中的病原体可聚集在第二多孔材料94内。当病原体被捕集在第二多孔材料94的孔内并聚集在孔中时，病原体经受根据低温度设定点的温度，根据低温度设定点的温度可足以使病原体中的至少一部分病原体失活或破坏病原体中的至少一部分病原体。在处于该低温度设定点下的一定时间段(可被认为是对应于病原体在第二多孔材料内的一定停留时间)之后，在病原体移除循环的第二阶段中，温度可升高到高温度设定点。在病原体移除循环的该第二阶段中，温度可足够高以确保被捕集在第二多孔材料94中的病原体中的基本上所有病原体被破坏。
613.在一些实现方式中，病原体移除循环的第一阶段和第二阶段随着时间的重复可确保当待处理的空气的连续流进入加热单元56时，被捕集在第二多孔材料94中的病原体可被破坏。在一些实现方式中，病原体移除循环的第一阶段的持续时间可类似于病原体移除循环的第二阶段的持续时间。在其他实现方式中，病原体移除循环的第一阶段的持续时间可相比于病原体移除循环的第二阶段的持续时间更长。病原体移除循环的更长的第一阶段可以是有利的，以在更长的时间段内减少供应给加热元件84的功率，同时伴随着高温度设定点，病原体移除循环的第二阶段的持续时间足以破坏被捕集在第二多孔材料94中的基本上所有病原体。在一些实现方式中，病原体移除循环的第一阶段的持续时间可例如为一小时或两小时，病原体移除循环的第二阶段的持续时间可例如为十五分钟或三十分钟。同样，这些持续时间是为了说明病原体移除循环的一般原理的示例，且应理解，其他持续时间也可以适用。
614.热处理部分还可包括冷却单元以降低被热处理的气流的温度。在一些实现方式中，冷却单元可以是例如大气热沉。在一些实现方式中，参照图7，冷却单元可包括热交换器，该热交换器包括管部102以使被处理的空气冷却。管部102可例如由金属或塑料制成，且直径可介于1cm至5cm之间。降低被热处理的气流的温度可有利于一个或多个下游移除或处理步骤的操作。在一些实现方式中，被热处理的气流的温度可被降低到接近环境温度(例如，约20℃)。
615.被热处理的空气被引导到第二污染物移除单元64，第二污染物移除单元64被构造成从被热处理的空气中进一步移除蒸气污染物(如果存在的话)。这些污染物可包括水蒸气、co2、voc、碳氢化合物和/或卤素化合物。在图1中，第二污染物移除单元64的构造类似于上文描述的第一污染物移除单元的构造。因此，第二污染物移除单元64的所示出的示例包括由分子筛68构成的第一层，由干燥剂70构成的第二层，由活性炭72构成的第三层，以及由可与第一层中使用的分子筛68相似或不同的分子筛74构成的第四层。应注意，该第二污染
物移除单元64可不同于第一污染物移除单元62，包括用于移除污染物的不同的材料、不同的层以及不同的布置。
616.在一些实现方式中，在加热单元65的上游布置第一污染物移除单元62以及在加热单元65的下游布置第二污染物移除单元64，可提供一些优点。例如，第一污染物移除单元62可有助于移除在加热单元56的上游的选定污染物(例如碳氢化合物、co以及co2)，以避免在热处理期间形成不希望的副产物。然后，第二污染物移除单元64可被布置成移除副产物，例如co2、n2o或no
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(如果在热处理期间生成的话)。
617.在一些实现方式中，如图7、图17a以及图17b所示，被热处理的空气可被引导到污染物移除单元104，污染物移除单元104被构造成移除可能已经在热处理期间产生的副产物或其它污染物。例如，在热处理期间产生过热蒸气的实现方式中，可能希望移除与过热蒸气相关联的污染物。污染物还可取决于待处理的空气的成分。污染物的示例可包括例如水蒸气、voc、碳氢化合物、oh-、o3、n2o、co、no
x
以及co2。在图7、图17a以及图17b中，污染物移除单元104的构造与上文描述的第一污染物移除单元62的构造或第二污染物移除单元64的构造相似，并包括由分子筛68构成的第一层，由干燥剂70构成的第二层，由活性炭72构成的第三层，以及由可与第一层中使用的分子筛相似或不同的分子筛74构成的第四层。除了在图7、图17a以及图17b中示出的污染物移除单元的构造之外，污染物移除单元104的其他构造是可能的，且可包括例如不同的材料和附加层或更少的层。
618.uv处理部分
619.热处理部分16与uv处理部分18流体连通。uv处理部分18包括具有uv腔室和uv光源的uv处理单元58，uv腔室被构造成接纳和容纳被热处理的空气。uv腔室可包括由uv透射材料(例如石英或蓝宝石)制成的管。光源被构造成发射uv辐射以接触uv腔室内的空气并产生被uv处理的气流。uv光源可例如为uv led或254nm uv灯。使被热处理的气流与uv辐射接触显著地杀灭可能存在的病原体或使可能存在的病原体失活。
620.在一些实现方式中，uv处理部分18(例如uv处理单元58)可被加压以增加空气在uv腔室中的停留时间。uv处理部分中的压力可根据缓存罐压力设定点来设定，缓存罐压力设定点决定了多级处理系统中、在压力调节器的上游的压力。
621.等离子体反应器部分
622.uv处理部分18与等离子体反应器部分20流体连通。在图1中示出的实现方式中，等离子体反应器部分20包括同轴等离子体反应器60，同轴等离子体反应器60包括入口、等离子体腔室、电介质层、等离子体生成机构以及出口。等离子体反应器60的等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得空气流(例如，被uv处理的气流)能够从入口流动穿过等离子体腔室而到达出口。等离子体生成机构被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过等离子体腔室并与空气流相交。
623.等离子体生成机构可包括相对于彼此以同心构造定位的内电极和外电极。在一些实现方式中，外电极和内电极可以可操作地连接到提供ac电流的电源。在一些实现方式中，等离子体生成机构依赖于介质阻挡放电(dielectric-barrier discharge，dbd)。在其他实现方式中，可使用其他类型的放电，例如直流等离子体(direct-current plasma，dcp)放电或电晕放电。在一些实现方式中，同轴等离子体反应器的、气体经由气体流动路径流动所处的同轴部分可包含球体或其他材料，以增大表面面积并降低流速。球体可以是例如玻璃球
体。在一些实现方式中，内电极可由导电材料球体制成。因此，等离子体反应器的石英管可填充有这些导电球体，以增加反应表面和等离子体，同时降低气体的流速。
624.等离子体反应器的各种构造的示例在图4a至图4c中示出。图4a示出了具有一对外电极200、导电内电极202以及电介质外壳204的等离子体反应器134的实现方式。图4b示出了包括一对外电极200、导电内电极202、电介质外壳204以及电介质珠206的等离子体反应器134的实现方式。图4c示出了包括一对外电极200、由珠制成的导电内电极208、以及电介质外壳204的等离子体反应器134的实现方式。
625.使空气流流动穿过等离子体腔室并使空气经受等离子体生成场，会产生等离子体，从而产生被等离子体处理的气流，被等离子体处理的气流包括由等离子体生成的化合物。由等离子体生成的化合物可包括可能以微量存在的co、n2o、no
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以及臭氧。在一些实现方式中，可能希望从被等离子体处理的气流中移除这样的由等离子体生成的化合物，以避免用户吸入这样的化合物。如上所述，对空气进行前处理以移除将转化成由等离子体生成的化合物的前驱体(例如移除co2以减少或避免形成co)可能是令人感兴趣的。
626.因此，等离子体反应器部分可包括第三污染物移除单元66，以移除至少一些由等离子体生成的化合物中的至少一部分化合物，如图1所示。在这样的实现方式中，被等离子体处理的气流被引导到第三污染物移除单元66以产生被处理的空气流。在图1中，第三污染物移除单元66包括两个层：包括分子筛68的第一层以及包括活性炭72的第二层。可实施第三污染物移除单元66的其他构造，且第三污染物移除单元66的部件的选择可取决于在被等离子体处理的气流中发现的特定的由等离子体生成的化合物。可提供第三污染物移除单元66以基本上移除由等离子体反应生成的n2o、no
x
以及臭氧。
627.可被本多级处理单元破坏的病毒包括sars病毒(例如sars-cov-2)或mers病毒。
628.吸入前处理部分
629.在一些实现方式中，在通过吸入处理单元12的各个部分对污染空气进行处理之后，被等离子体处理的气流可被供应到吸入前处理部分22。之前的部分(即空气进入部分14、热处理部分16、uv处理部分18以及等离子体反应器部分20)的主要目的之一是减少多种污染物(例如颗粒、化学化合物以及病原体)的含量，而吸入前处理部分22的目的之一是改善用户的体验，例如通过增加被处理的空气的湿度并调节用于供应到面罩的被处理的空气的流。
630.在图1中，吸入前处理部分22包括：阀106；缓存罐108，缓存罐108被构造成接纳被处理的空气；压力调节器110，压力调节器110被联接到缓存罐108；加湿器112，加湿器112被联接到压力调节器110并接纳被处理的空气，以产生加湿的被处理的空气；以及供给入口118，供给入口118包括阀114，例如止回阀，供给入口118用于将加湿的被处理的空气供应到面罩116。阀114还确保随后从用户呼出的空气不会回流到吸入处理单元12中。在一些实现方式中，附加过滤器(例如细菌-病毒过滤器)可被布置在加湿器112的上游。
631.在一些实现方式中，上文描述的第三污染物移除单元66可被定位在缓存罐108的下游，而不是被定位在等离子体反应器单元60与缓存罐108之间。该构造可使得诸如臭氧(如果在被处理的空气中存在的话)的反应性分子能够聚集在缓存罐108内，且由于臭氧是可破坏病原体的反应性分子，因此可提供中和病原体的另一种手段。该实现方式的表示在图5中示出。
632.如上所述，缓存罐108接纳被处理的空气，且还聚集一定体积的被处理的空气，以确保用户可以不间断地获取被处理的空气。例如，缓存罐108可容纳一定体积的被处理的空气，一定体积的被处理的空气可能足以在几秒或几分钟的范围内的一段时间内向用户提供被处理的空气。例如，如果多级处理系统的部件之一发生故障，则在缓存罐108(如图1所示)中容纳一定体积的被处理的空气可能是有利的。缓存罐108中的空气的体积取决于吸入处理单元12的压力，并因此取决于缓存罐压力设定点。更高的压力设定点将使得能够在缓存罐108中储存更大体积的被处理的空气。在一些实现方式中，缓存罐108中的被处理的空气的体积可例如为6升至10升。在其他实现方式中，例如在工业应用中，如果压力设定点增加，则可以在缓存罐108中储存大得多的体积。工业应用中更大体积的缓存罐也使得能够储存更大体积的被处理的空气。
633.压力传感器被布置成监控缓存罐108中的压力以及多级处理系统中、在压力调节器110的上游的压力。在下文提供关于这方面的更多细节。
634.压力调节器110被构造成具有接近或略高于大气压力的排放压力，以向用户提供被处理的空气的被调节的流。压力调节器110可采用可以是可调节的阀的形式或者采用流体通道中的固定的减流器的形式。例如，压力调节器110可以是泄压阀，例如单向呼吸阀。由于在多级处理系统中的该点处，压力接近环境压力因而不太容易发生故障，因此压力调节器110可例如由塑料制成。压力调节器110也可由任何其他合适的材料制成。
635.此外，通过向用户提供高于大气压力的加压的流，降低了未被处理的空气渗入到面罩中的风险。例如，如果面罩不能围绕用户的面部以密封的方式紧密地配合，则加压空气会减轻空气穿过在面罩与用户的面部之间限定的间隙渗入。正空气压力还使得用户更容易在被处理的空气中呼吸，并降低面罩堵塞的风险，如可以在诸如n95面罩的常规面罩中看到的。图16示出了当面罩116被用户佩戴时提供高于大气压力的、被处理的空气的流的效果。
636.由于在处理期间，水蒸气或一部分水蒸气可能已经通过吸入处理单元12的处理部分中的一个或多个处理部分从污染空气中移除，因此加湿器112被构造成增加被处理的空气的水含量并产生加湿的被处理的空气。在一些实现方式中，加湿器112可包括隔室，隔室被构造成容纳至少部分地填充有水的海绵。
637.供给入口118的止回阀114防止加湿的被处理的空气回流。止回阀114可被构造成当用户将空气吸入到他的肺部中时打开，且当从用户的肺部呼出空气时关闭。各种类型的止回阀可用于空气的单向流。
638.如在图1中看到的，供给入口118被联接到由用户佩戴在她的面部上的面罩116，使得用户可以在阀114打开之后吸入被处理的空气。供给入口118可例如经由管或导管联接到面罩116，管或导管的直径适于确保合适体积的加湿的被处理的空气可到达用户。
639.参照图7，在一些实现方式中，吸入前处理部分22可包括：压力调节器120，压力调节器120被联接到污染物移除单元104；附加过滤器122，例如细菌-病毒过滤器；供给入口124，供给入口124包括阀126，例如止回阀；以及加湿器(未示出)，加湿器被联接到供给入口124并接纳被处理的空气以产生加湿的被处理的空气，将加湿的被处理的空气供应到面罩116。应注意，被包括在吸入前处理部分22中的各种部件的顺序可以变化。例如，加湿器可被布置在止回阀的上游等。这些部件的特性与上文描述的部件的特性相似。
640.参照图17，在一些实现方式中，吸入前处理部分22可包括：流控制阀128，流控制阀
128被联接到污染物移除单元104以控制被输送到用户的被处理的空气的流；附加过滤器122，例如细菌-病毒过滤器；以及供给入口124，供给入口124包括阀126，例如止回阀。可选地，加湿器可被联接到供给入口124并接纳被处理的空气以产生加湿的被处理的空气，将加湿的被处理的空气供应到面罩116。
641.多级处理系统的加压
642.如上所述，吸入处理单元12中直到压力调节器的压力可根据缓存罐108的压力设定点来设定。空气进入部分14、热处理部分16、uv处理部分18以及呼出处理单元24(呼出处理单元可以是等离子体反应器部分)的这种加压对于各种处理单元的性能而言可能是有益的。例如，较高的压力可提高污染物移除单元或捕集器的性能。此外，当在较高的压力下运行时，流动穿过各种病原体降解单元的气体的流速对于环境压力下的等效体积而言降低了。降低气体的流速可增加待过滤的气体在各种病原体降解单元中的停留时间，从而还潜在地提高各种病原体降解单元的性能。
643.此外，系统的加压使得能够填充缓存罐，以在略高于环境压力的压力下向用户提供被处理的空气的流，以便于呼吸。
644.呼出处理单元
645.参照图1、图7、图17a以及图17b，面罩116还可被联接到呼出处理单元24，呼出处理单元24用于对来自用户的呼出的空气进行处理。呼出的空气经由联接到面罩116的出口管线130被供应到呼出处理单元24。类似于上文关于通向面罩116的供给入口118的描述，出口管线130包括阀132，例如止回阀，以防止呼出的空气回流到面罩116中。在一些实现方式中，止回阀被构造成在用户呼气时打开。
646.呼出处理单元24可包括一个或多个病原体降解单元。合适的病原体降解单元可包括如上所述的热处理部分、uv处理部分以及等离子体反应器部分中的任何一个，或者以任何合适的组合和顺序布置的另一种类型的病原体降解单元。在一些实现方式中，如图1、图7以及图17所示，呼出处理单元24包括被集成在废气等离子体反应器部分25中的等离子体反应器134。
647.废气等离子体部分
648.仍然参照图1、图7、图17a以及图17b，呼出处理单元24包括与出口管线130流体连通的废气等离子体反应器部分25。废气等离子体反应器部分25包括等离子体反应器134，等离子体反应器134具有与吸入处理单元12的等离子体反应器134的构造相似的构造。等离子体反应器134包括入口、等离子体腔室、电介质层、等离子体生成器以及出口，等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够流动穿过气体流动路径。等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过呼出的空气的流，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气的气流。在图7、图17a以及图17b中，所示的等离子体反应器134包括固体导电内电极和电介质珠，但是其他构造，例如在图4中示出的构造，也是可能的。
649.在图1中，出口被联接到等离子体反应器134并接纳被处理的呼出的空气，然后被处理的呼出的空气流动穿过阀136(例如止回阀)，以将被处理的呼出的空气排出到大气。在一些实现方式中，如图7、图17a以及图17b所示，可省略阀136，且被处理的呼出的空气可被排出到大气。
650.面罩的附加特性
651.在一些实现方式中，被联接到吸入处理单元12以接纳供用户吸入的被处理的空气的面罩116可包括有助于面罩的适当的配合和操作的一些特性。面罩116包括壁138，壁138在内表面与用户的面部之间限定吸入腔室。被处理的空气被提供到吸入腔室的压力以及吸入腔室中的压力可被设置成使得吸入腔室被加压，即吸入腔室的压力高于环境压力。例如，如果面罩116没有提供适当的配合，则对吸入腔室进行加压可有助于避免来自大气的空气经由可被限定在面罩116的壁与用户的面部之间的间隙而渗入。
652.多级处理系统的附加实现方式
653.在一些实现方式中，多级处理系统可包括上文描述的处理部分的各种部件。现在，将描述处理部分的各种部件的组合中的一些组合。
654.在一些实现方式中，多级处理系统包括吸入处理单元，吸入处理单元包括：加压空气进入部分，加压空气进入部分被构造成接纳潜在地污染的空气以及对潜在地污染的空气进行加压；等离子体反应器部分，等离子体反应器部分包括等离子体腔室以及等离子体生成器，等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过等离子体腔室并与加压空气的流相交，以从加压空气的流生成等离子体，从而产生被等离子体处理的气流，被等离子体处理的气流包括由等离子体生成的化合物。多级处理系统还可包括污染物移除单元和供给入口，污染物移除单元被构造成接纳被等离子体处理的气流，移除由等离子体生成的化合物中的至少一部分化合物，以及产生被处理的空气，供给入口用于将被处理的空气供应到联接的面罩，使得用户可接收供用户吸入的被处理的空气。
655.在一些实现方式中，多级处理系统包括吸入处理单元，吸入处理单元包括加压空气进入部分，加压空气进入部分被构造成接纳潜在地污染的空气。加压空气进入部分包括空气泵和止逆阀，空气泵用于对颗粒减少的气流进行加压，止逆阀使得加压的颗粒减少的气流能够向前流动，同时防止回流。吸入处理单元包括至少一个病原体降解单元，至少一个病原体降解单元被联接到加压空气进入部分，且被构造成破坏病原体以产生被处理的空气和副产物。然后，副产物中的至少一部分副产物可通过联接到病原体降解单元的副产物移除单元而从被处理的空气中移除。供给入口被布置成将被处理的空气从副产物移除单元供应到面罩，使得用户可吸入被处理的空气。
656.在一些实现方式中，多级处理系统包括吸入处理单元，吸入处理单元包括至少一个处理组件，至少一个处理组件被构造成从污染空气移除病原体以产生被处理的空气。供给入口被布置成将被处理的空气从处理组件供应到用户。面罩被联接到供给入口，并接纳供用户吸入的被处理的空气。多级处理系统还包括被联接到面罩的呼出处理单元，呼出处理单元用于对来自用户的呼出的空气进行处理。呼出处理单元包括与出口管线流体连通的废气等离子体反应器部分。废气等离子体反应器部分包括废气等离子体腔室和废气等离子体生成器，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气的流能够穿过气体流动路径，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以从呼出的空气的流生成等离子体，从而产生被处理的呼出的空气。出口被联接到废气等离子体反应器部分，且被布置成将被处理的呼出的空气排出到大气中。
657.现在参照图7至图15，将描述多级处理系统10的另一个实现方式。多级处理系统包
括吸入处理单元12，吸入处理单元12用于对将被用户吸入的空气进行处理。吸入处理单元12包括被构造成接纳污染空气的空气进入部分14。空气进入部分14可包括过滤器50和空气泵52，过滤器50被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流，空气泵52用于对颗粒减少的气流进行加压或者增加污染空气的压力。过滤器50可被构造成分离粗颗粒和/或细颗粒，且可适用于多级处理系统的环境。空气进入部分14还可包括空气分配区域，以在空气分配区域中聚集一定体积的待处理的空气。在一些实现方式中，空气泵52可以是鼓风机，该鼓风机将待处理的空气转移到空气分配区域，以便于待处理的空气在多级处理系统的下游部分中的均匀分配。多孔盘或网格也可被包括在空气分配区域与多级处理系统的下游部分之间。在一些实现方式中，多孔盘可具有直径介于10微米至100微米之间的孔。在一些实现方式中，多孔盘可具有直径大于100微米的孔。
658.仍然参照图7至图15，吸入处理单元12还包括与空气进入部分14流体连通的热处理部分16。在图7和图11中示出的实现方式中，热处理部分16包括加热单元56，加热单元56被构造成在足以使颗粒减少的气流的病原体含量减少的温度下对颗粒减少的气流进行热处理并产生被热处理的气流，加热单元56包括：加热腔室80；第一病原体移除单元88和第二病原体移除单元89，第一病原体移除单元88和第二病原体移除单元89被接纳在加热腔室80内；以及可选的多孔盘100，多孔盘100被布置在第一病原体移除单元88和第二病原体移除单元89的两侧。第一病原体移除单元88被构造成接纳颗粒减少的气流并提供具有增大的表面面积的第一多孔区域92，以使存在于污染空气中的水蒸发并从污染空气移除蒸气污染物。第二病原体移除单元89被构造成提供也具有增大的表面面积的第二多孔区域94，使存在于污染空气中的水蒸发以进一步从污染空气移除蒸气污染物。在一些实现方式中，移除蒸气污染物可包括将病原体保留在第一多孔区域92和第二多孔区域94中的一个或两者内。如上所述，提供到加热单元56的热量和使用病原体移除单元的组合可提供从水滴分离病原体的手段，以将病原体捕集或保留在病原体移除单元内，并通过施加热量以及在一些实现方式中通过在病原体移除单元内发生的各种化学反应，来使被捕集的病原体失活或破坏被捕集的病原体。加热单元56还包括冷却单元(未示出)和污染物移除单元104，冷却单元用于降低被热处理的气流的温度，污染物移除单元104被构造成接纳被热处理的流并移除最初存在于待处理的空气中的污染物或在热处理期间生成的污染物。污染物的示例包括voc、碳氢化合物、oh-、o3、n2o、co、no
x
以及co2。
659.然后，被处理的空气被供应到压力调节器120并行进穿过细菌过滤器122，压力调节器120被联接到污染物移除单元104，细菌过滤器122被联接到压力调节器120。可选地，可存在被联接到细菌过滤器122的加湿器(未示出)，该加湿器被构造成接纳被处理的空气并产生加湿的被处理的空气。然后，包括止回阀126的供给入口124将加湿的被处理的空气供应到面罩116，以供用户吸入，面罩116被联接到供给入口。
660.仍然参照图7至图15，多级处理系统包括被联接到面罩116的呼出处理单元24，呼出处理单元24用于对来自用户的呼出的空气进行处理。呼出处理单元24包括出口管线130，出口管线130被联接到面罩116且被构造成接纳来自用户的呼出的空气。出口管线130可包括止回阀140，以防止呼出的空气回流到面罩中。然后，呼出的空气在与出口管线130流体连通的废气等离子体反应器部分25中被处理。废气等离子体反应器部分25包括等离子体反应器134，等离子体反应器134具有废气等离子体腔室和废气等离子体生成器，废气等离子体
腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气能够流动穿过气体流动路径，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以生成等离子体并产生被处理的呼出的空气。然后，出口接纳将被排出到大气中的被处理的呼出的空气，出口被联接到废气等离子体反应器部分并包括止回阀(未示出)。
661.现在参照图17至图20，将描述多级处理系统10的另一个实现方式。多级处理系统包括吸入处理单元12，吸入处理单元12用于对将被用户吸入的空气进行处理。吸入处理单元12包括被构造成接纳污染空气的空气进入部分14。空气进入部分14可包括过滤器50和空气泵52，过滤器50被构造成从污染空气分离颗粒并产生颗粒减少的气流，空气泵52用于对颗粒减少的气流进行加压或者增加污染空气的压力。过滤器50可被构造成分离粗颗粒和/或细颗粒，且可适用于多级处理系统的环境。在一些实现方式中，空气泵52可以是鼓风机，该鼓风机将待处理的空气转移到空气分配区域，以便于待处理的空气在多级处理系统的下游部分中的均匀分配。
662.在图17a中，空气泵52被布置成空气进入部分14的一部分。替代地，参照图17b，空气泵52可被布置成吸入前处理部分22的一部分，位于细菌过滤器122的下游，以将待处理的空气吸入到吸入处理单元12的不同的子单元内。
663.仍然参照图17至图20，吸入处理单元12还包括与空气进入部分14流体连通的热处理部分16。在图17a、图17b以及图19中示出的实现方式中，热处理部分16包括加热单元56，加热单元56被构造成在足以使被包含在待处理的空气中的病原体失活的温度下对颗粒减少的气流进行热处理，并产生被热处理的气流。加热单元56包括：加热腔室80；加热元件82，加热元件82可以是筒式加热器84，且被构造成向加热腔室80提供热量；以及病原体移除单元88，病原体移除单元88被接纳在加热腔室80内。病原体移除单元88被构造成接纳颗粒减少的气流并提供多孔区域92，多孔区域92被构造成将病原体保留在多孔区域92中，多孔区域92例如由多孔材料(例如金属过滤器或金属网)提供。提供到加热单元的热量以及使用病原体移除单元88以将病原体保留在多孔区域92内的组合，使得被保留的病原体能够在足够长的时间段或停留时间内暴露于足够高的温度，以使病原体在位于多孔区域92内时失活。热交换器可被布置在多孔区域92的上游，以增强待处理的空气与由加热元件82提供的热量之间的热传递，可选地还捕集病原体。可实施加热循环，以在加热腔室80内在具有低温度的时间段与具有高温度的时间段之间交替。
664.加热单元56还包括冷却单元(未示出)和污染物移除单元104，冷却单元用于降低被热处理的气流的温度，污染物移除单元104被构造成接纳被热处理的气流并移除最初存在于待处理的空气中的污染物或在热处理期间生成的污染物。污染物的示例包括voc、碳氢化合物、oh-、o3、n2o、co、no
x
以及co2。
665.然后，被处理的空气被供应到流控制阀128并行进穿过细菌过滤器122，流控制阀128与污染物移除单元104联接，细菌过滤器122被联接到压力调节器128。然后，包括止回阀126的供给入口124将加湿的被处理的空气供应到面罩116，以供用户吸入，面罩116被联接到供给入口124。
666.仍然参照图17至图20，多级处理系统可包括被联接到面罩116的呼出处理单元24，呼出处理单元24用于对来自用户的呼出的空气进行处理。呼出处理单元24包括出口管线
130，出口管线130被联接到面罩116且被构造成接纳来自用户的呼出的空气。出口管线130可包括止回阀140，以防止呼出的空气回流到面罩中。然后，呼出的空气在与出口管线130流体连通的废气等离子体反应器部分25中被处理。废气等离子体反应器部分25包括等离子体反应器134，等离子体反应器134具有废气等离子体腔室和废气等离子体生成器，废气等离子体腔室包括气体流动路径，气体流动路径使得呼出的空气能够流动穿过气体流动路径，废气等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过废气等离子体腔室并与呼出的空气的流相交，以生成等离子体并产生被处理的呼出的空气。然后，出口接纳将被排出到大气中的被处理的呼出的空气，出口被联接到废气等离子体反应器部分并包括止回阀(未示出)。
667.多级处理系统的控制和监控
668.多级处理系统可包括传感器，以在空气流流动穿过吸入处理单元12和/或呼出处理单元24的部件时监控空气流的各种特性。在一些实现方式中，传感器可以可操作地连接到对应的控制器，以响应于由传感器提供的测量值来调节系统的变量。例如，热部分16可包括温度传感器和控制系统，uv处理部分18可包括uv腔室控制电路和状态监控，等离子体反应器部分20可包括等离子体反应器控制电路和状态监控，吸入前处理部分22可包括压力监控和控制电路。还可提供用于安全的错误管理系统和系统状态报告。
669.返回参照图1，示出的实现方式包括控制器电路，控制器电路包括：温度传感器76，温度传感器76位于热处理部分16中并在上文简要地描述；压力传感器142，压力传感器142位于吸入前处理部分22中；止逆阀状态传感器144，止逆阀状态传感器144也被布置在吸入前处理部分22中；以及止逆阀状态传感器146，止逆阀状态传感器146被布置在废气等离子体部分25中。
670.在该实现方式中，温度传感器76被构造成监控加热单元56的温度。加热单元56可操作地连接到控制器，该控制器控制向加热单元56提供热量的热源。如上所述，当温度传感器76检测到给定较低阈值以下的温度时，控制器可打开加热单元或对加热单元进行加热，且当温度传感器检测到给定较高阈值以上的温度时，控制器可关闭加热单元或将加热单元调低。在一些实现方式中，较低阈值可介于约225℃至约275℃之间，而较高阈值可介于约325℃至约350℃之间。以这种方式对提供给加热单元56的热量进行控制，可有助于降低功率消耗，这可有助于延长电池寿命。
671.压力传感器142监控缓存罐108中的压力，该压力也代表在缓存罐108的上游的吸入处理单元12中的压力。在一些实现方式中，多级处理系统在高压力下运行，以提高多级处理系统的各种部件在移除污染物方面的性能。此外，压力传感器142可操作地连接到空气泵，使得如果压力低于给定的压力阈值，则可通过空气泵52来增加系统中的压力。此外，如果压力传感器142检测到系统低于给定的压力阈值，则警报将告知用户存在潜在故障。此外，止逆阀状态传感器144对止逆阀114的打开和关闭构造进行监控，使得当止逆阀114处于关闭构造时，泵52可被激活。
672.在一些实现方式中，还可提供附加传感器以检测uv光源或等离子体反应器的潜在故障，或者检测电池状态。在一些实现方式中，如果加热单元、uv单元和等离子体反应器中的任何一个遭遇故障，则警报将告知用户。有利地，在多级处理系统包括多于一个病原体降解单元的实现方式中，如果一个病原体降解单元发生故障，则至少另一个病原体降解单元
可保持运行，从而确保用户可继续吸入被处理的空气。
673.图11还示出了温度传感器148，温度传感器148可操作地连接到加热单元56，以对执行热处理的温度进行监控。
674.吸入处理单元、呼出处理单元以及可佩戴在用户的面部上的面罩的替代实现方式
675.在一些实现方式中，吸入处理单元和/或呼出处理单元可包括一个或多个过滤单元，或者基本上由一个或多个过滤单元构成，每个过滤单元包括过滤器，过滤器被构造成执行过滤阶段并依次或同时经受清洁阶段，以重复使用过滤器。过滤器可被构造成将空气中的各种污染物(例如病原体和颗粒，或者可通过过滤机构而被保留的任何其他类型的污染物)保留或捕集在过滤器中。过滤器可由限定多个孔或空隙的多孔材料或多孔介质制成。多孔材料又限定曲折的路径，使得至少大部分污染物与多孔材料的壁碰撞并粘附到壁上，被保留在多孔材料(即过滤器)内。根据所使用的多孔材料，静电吸引也可用于将污染物保留在多孔材料中。
676.在一些实现方式中，吸入处理单元或呼出处理单元可包括热处理部分，热处理部分至少包括被布置在过滤单元的上游的加热单元。如之前在上文所述，加热单元可被构造成在足以使待净化的空气的病原体含量减少的温度下对待净化的空气进行热处理，并产生被热处理的气流，被热处理的气流随后被供应到过滤单元。加热单元可以是如在此描述的任何加热单元，例如参照图1、图7、图11、图12、图13、图17以及图19描述的加热单元。此外，加热单元可包括丁烷燃烧器或丙烷燃烧器，或任何其他类型的燃料燃烧器，以向加热单元提供热量。被布置在过滤单元的上游的加热单元还可以是如下任何类型的加热单元，该加热单元可用于在足够的温度下且在足够的持续时间内对待净化的空气的流进行加热，以使待处理的污染空气中的病原体中的至少一部分病原体失活。在一些实现方式中，副产物移除单元可被布置在加热单元的下游，以降解或消除可能已经由加热单元生成的副产物。副产物移除单元可包括例如分子筛、干燥剂以及活性炭中的至少一种。
677.在一些实现方式中，吸入处理单元可包括空气进入部分，空气进入部分包括入口和空气泵或鼓风机。鼓风机被构造成经由入口驱动待处理的空气的流穿过空气进入部分，然后穿过过滤单元。鼓风机还可有助于使待处理的空气升温或加热待处理的空气，这又可有助于使一些病原体至少部分地失活。例如，在一些实现方式中，鼓风机可使待处理的空气的温度提高约5℃至约10℃、约10℃至约15℃、或者约15℃至约20℃、或者高达约30℃。例如，在一种情况下，待处理的空气可处于环境温度(例如约20℃)，鼓风机可以将待处理的空气加热到约45℃的温度。
678.在一些实现方式中，当吸入处理单元包括加热单元和鼓风机时，鼓风机可有利地有助于降低被供应到加热单元的功率，原因是一旦待处理的空气到达加热单元，待处理的空气的温度就已经通过鼓风机的作用而升高。
679.面罩被联接到吸入处理单元，以接纳供用户吸入的被处理的空气，面罩包括壁，当面罩被安装在用户的面部上时，该壁限定吸入腔室。在一些实现方式中，压力传感器可被布置成监控吸入腔室内的压力。压力传感器可以可操作地连接到鼓风机，使得如果压力低于给定的压力阈值，则可通过空气泵来增加系统中的压力。此外，当压力传感器可操作地连接到鼓风机时，当(例如在用户呼出之后)吸入腔室内的压力增加时，鼓风机的功率可降低。后一种情况在图25中示出，图25示出了三个不同的时间线。第一时间线与吸入腔室中的、根据
时间的压力相关。第二时间线与吸入腔室中的、根据时间的鼓风机速度相关。第三时间线与吸入腔室中的、根据时间的鼓风机功率相关。图25示出了在第一时间段期间(即在呼出期间)吸入腔室内的压力高于在第二时间段期间(即在吸入期间)吸入腔室内的压力。因此，吸入腔室内的压力可根据用户的呼吸而变化。当压力传感器例如在呼出期间检测到吸入腔室中的高压力时，可降低鼓风机速度和鼓风机功率，如第二时间线和第三时间线所示，从而有利地降低鼓风机的功率消耗。因此，有利地，鼓风机的功率消耗可根据在吸入腔室中检测到的压力来调整。
680.在一些实现方式中，空气进入部分可包括如下阀，该阀被构造成控制由鼓风机供应到过滤单元以及可选地供应到加热单元(如果加热单元被包括在吸入处理部分中的话)的待处理的空气的流量或体积。更具体地，阀可被构造成在用户呼出期间至少部分地关闭，以减少在呼出期间被供应到吸入腔室的待处理的空气的体积。减少在呼出期间被供应到吸入腔室的待处理的空气的体积又可有利地有助于降低鼓风机的功率消耗。在一些实现方式中，鼓风机可仅在吸入时间段期间使用，这再次有助于降低鼓风机的功率消耗。
681.过滤器的多孔材料可由各种材料制成。例如，多孔材料可由金属、玻璃纤维、聚合物、陶瓷(例如氧化铝)或如下任何其他材料制成，该任何其他材料可被构造成多孔材料，多孔材料可以在多孔材料中收集污染物且可承受多孔材料在清洁阶段期间将经受的操作条件。金属的示例可包括不锈钢或铜。在一些实现方式中，由金属制成的多孔材料或金属多孔材料可由烧结的金属纤维制成。在一些实现方式中，过滤器可包括可有助于使病原体失活的涂层。涂层的示例可包括各种类型的金属有机框架，例如钛基金属有机框架。金属有机框架具有无机-有机混合框架，无机-有机混合框架包括金属离子以及与金属离子配位的有机配体。金属有机框架可被设计成生成羟基自由基，羟基自由基又可有助于破坏有机材料，例如病原体。ayrsorb
tm t125是如下金属有机框架的示例，该金属有机框架可用作被施加在过滤器上的涂层，以有助于使被保留在过滤器中的病原体失活。
682.多孔材料可被选择成对污染物在多孔材料内的穿透实现给定的抵抗力，以保护面罩的佩戴者免受这些污染物的影响。多孔材料可根据各种参数来表征，以确定多孔材料的过滤能力。例如，这样的参数可包括最易穿透颗粒尺寸(most penetrating particle size，mpps)，最易穿透颗粒尺寸可被解释为对应于最能够行进穿过多孔材料的颗粒的尺寸。另一个参数可以是对于具有给定的计数中值直径(count median diameter，cmd)和给定的质量中值空气动力学直径的颗粒的收集效率。在一些实现方式中，多孔材料可被构造成对质量中值空气动力学直径为约300nm或更小、介于约300nm至约100nm之间、介于约100nm至约50nm之间、介于约50nm至约10nm之间、以及介于约10nm至1nm之间的污染物进行保留。在一些实现方式中，多孔材料可被构造成对质量中值空气动力学直径小于约5nm、或小于约2nm的污染物进行保留。多孔材料还可被构造成对一定百分比的具有给定物理特性(例如颗粒尺寸直径)的污染物进行保留。例如，在一些实现方式中，多孔材料可被构造成将95％的直径大于1.5nm的颗粒保留在多孔材料中。在一些实现方式中，多孔材料可被构造成将99％的直径大于1.5nm的颗粒保留在多孔材料中。在一些实现方式中，多孔材料可被构造成将99.99％的直径大于1.5nm的颗粒保留在多孔材料中。应理解，当提到污染物被保留在多孔材料的孔或空隙内时，污染物可包括病原体和颗粒，或者可通过过滤机构而被保留的任何其他类型的污染物。颗粒的示例可包括直径小于0.1μm的颗粒或超细颗粒。
683.过滤器和相关联的多孔材料的其他性质(例如厚度、孔尺寸以及堆积密度)也可用于表征多孔材料。在一些实现方式中，多孔材料的孔尺寸可介于约20nm至约5nm之间，或者介于约15nm至约5nm之间。在一些实现方式中，多孔材料的孔尺寸可接近10nm。在一些实现方式中，过滤器的厚度可介于约1cm至约5mm之间。过滤器的孔尺寸或堆积密度还可被选择成使得对穿过过滤器的空气流的阻力或压降被保持在一定范围内，使得用户能够适当地呼吸。
684.过滤器的物理特性可根据预期的应用进行修改和调整。过滤器的可改变的物理特性的示例包括多孔材料的选择、多孔材料在孔尺寸和堆积密度方面的构造、过滤器的厚度以及过滤器的外表。
685.如上所述，过滤器可被构造成执行过滤阶段，且依次或同时经受清洁阶段，以使得能够重复使用过滤器。在一些实现方式中，过滤器可由用户从吸入处理单元或呼出处理单元移除，以例如根据净化技术和消毒技术来进行清洁，然后，一旦被清洁，过滤器就可以由用户重新定位到过滤器的运行位置，且重新用于过滤。因此，过滤器可从过滤器的运行位置(即过滤单元被安装以实现过滤单元的过滤功能的位置)移除，以在不同的位置处进行清洁和净化。例如，用户可从吸入处理单元或呼出处理单元移除过滤器，且在不同的位置处使过滤器经受清洁阶段，在不同的位置处可使用合适的设备来执行清洁阶段。当过滤单元被集成在面罩中时，用户可通过从过滤单元移除过滤器且在不同的位置处使过滤器经受清洁阶段来执行基本上相同的步骤，在不同的位置处可使用合适的设备来执行清洁阶段。根据这种情况，过滤阶段和清洁阶段可被认为是依次被执行。在其他实现方式中，过滤器可保持在过滤器的运行位置，且清洁阶段可以在过滤单元运行时(即在使用面罩时)执行。根据这种情况，过滤阶段和清洁阶段可被认为是同时被执行。在另外的实现方式中，过滤器可以在过滤单元内保持在过滤器的运行位置处，尽管面罩可以在过滤阶段之后从用户的面部移除以经受清洁阶段。例如，当可能不适合于被用户吸入的化合物在清洗阶段期间生成时，或者仅为了方便起见，可能发生这种情况。根据这种情况，过滤阶段和清洁阶段可被认为是依次被执行。
686.清洁阶段被执行，以使在使用期间被捕集在多孔材料中的污染物失活并移除污染物。关于清洁阶段，各种选择是可能的，在下文描述各种选择中的一些选择。
687.热处理
688.清洁阶段可包括使过滤器在给定的持续时间内在给定的温度下经受热处理，给定的温度已知为至少使病原体(例如病毒和细菌)失活。在一些实现方式中，热处理的操作条件可使得能够破坏病原体。
689.热处理可以在各种条件下操作。条件可根据例如将执行湿式热处理或者干式热处理而变化。
690.在一些实现方式中，对具有由金属制成的多孔材料的过滤器进行的湿式热处理可包括将过滤器浸入到水性介质(例如水)中，且在如下时间段内将水性介质煮沸，该时间段可介于1分钟至5分钟之间，或者是适合于净化过滤器的任何其他持续时间。
691.在一些实现方式中，干式热处理可包括在如下持续时间内将过滤器加热到约65℃的温度，该持续时间介于约5分钟至约30分钟之间，或者是适合于净化过滤器的任何其他持续时间。
692.根据对于较低温度的热处理，热处理的持续时间通常较长的一般概念，温度和持续时间的不同组合可以是合适的。根据被保留在过滤器的多孔材料中的污染物的类型，热处理的不同操作参数也可被确定成合适的。
693.在一些实现方式中，根据制造多孔材料的材料，清洁阶段可包括使过滤器经受高压灭菌处理，这可以对过滤器进行消毒。
694.在一些实现方式中，当清洁阶段包括热处理时，清洁阶段可以在过滤器从过滤器的运行位置移除之后执行。替代地，当过滤器例如在从用户的面部移除面罩之后经受热处理时，过滤器可以在过滤单元内保持在过滤器的运行位置处。
695.微波处理
696.在一些实现方式中，根据制造多孔材料的材料，清洁阶段可包括使过滤器在足以使病原体失活的持续时间内经受微波。例如，由聚合物制成的多孔材料可承受在微波中执行的清洁阶段。
697.电场的应用
698.在一些实现方式中，当过滤器由金属多孔材料制成时，清洁阶段可包括施加穿过过滤器的电流。电流可以是交流电流(alternating current，ac)或直流电流(direct current，dc)。施加穿过过滤器的电流生成了电场，该电场可具有生物杀灭效果并使已经被保留在过滤器中的病原体失活。
699.静电场也可被施加以使病原体失活。静电场的施加还可有助于移除颗粒，类似于静电除尘器。
700.应注意，在清洁阶段的该实现方式中，清洁阶段可以在过滤器从过滤器的运行位置移除之后被执行。替代地，清洁阶段还可以在过滤器保持在过滤器的运行位置处时被执行。因此，当电场的施加用于清洁阶段时，过滤阶段和清洁阶段可依次或同时被执行。换言之，电流可以在过滤阶段期间被施加，以在病原体被捕集在多孔材料中时使病原体失活，从而在面罩被用户佩戴时与过滤阶段的执行同时执行清洁阶段，这可对应于过滤阶段和清洁阶段同时被执行。替代地，面罩可从用户的面部移除，且电流可以在给定的持续时间内被施加穿过过滤器，以执行清洁阶段，然后准备好由用户再次佩戴。过滤器还可从过滤器的运行位置移除，且电流可以在给定的持续时间内被施加穿过过滤器，以执行清洁阶段，被清洁的过滤器可被放回到过滤器的运行位置且准备好由用户再次佩戴。这两种情况可对应于过滤阶段和清洁阶段依次被执行。
701.uv处理
702.在一些实现方式中，清洁阶段可包括使过滤器经受uv处理。为此，根据本领域已知的技术，过滤器可从过滤单元移除且被暴露于uv辐射。在该实现方式中，过滤器可从过滤器的运行位置移除，以经受清洁阶段。这种情况可对应于过滤阶段和清洁阶段依次被执行。替代地，过滤单元可包括被构造成发射uv辐射的uv光源，且过滤单元被构造成限定uv腔室，过滤器可被接纳在uv腔室中。在清洁阶段期间，uv光源可发射uv辐射以杀灭被保留在过滤器中的病原体或使被保留在过滤器中的病原体失活，其中，过滤器保持在过滤器的运行位置。在这样的实现方式中，过滤阶段和清洁阶段可同时或依次被执行。
703.等离子体处理
704.在另外的实现方式中，清洁阶段可包括使过滤器经受等离子体处理。在这样的实
现方式中，过滤单元可包括等离子体生成器，等离子体生成器被构造成施加等离子体生成场，等离子体生成场穿过行进穿过过滤器的空气流，以从空气流生成等离子体，从而使被保留在多孔材料中的病原体失活，且产生被等离子体处理的气流。由于等离子体的生成还可产生由等离子体生成的化合物，例如n2o、no
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和/或臭氧，因此这种类型的清洁阶段可以在过滤器已经从过滤器的运行位置移除时执行(这可对应于过滤阶段和清洁阶段依次被执行)或者在过滤器保持在过滤器的运行位置时执行。如果等离子体处理将在过滤器保持在过滤器的运行位置时执行，则考虑到可能不适合于吸入的、由等离子体生成的化合物的潜在产生，优选地可以不使用面罩，这仍可对应于过滤阶段和清洁阶段依次被执行。如果面罩将在等离子体处理期间保持使用，则被构造成捕集由等离子体生成的化合物的附加过滤器可被联接到由多孔材料制成的过滤器，在这种情况下，过滤阶段和清洁阶段可同时被执行。
705.现在参照图21至图23，现在，将进一步详细地描述过滤单元的实现方式的示例。
706.图21示出了包括壳体30的过滤单元28，壳体30限定盒部接纳部分32。过滤单元28还包括盒部34和导管36，导管36被构造成在面罩与过滤单元之间建立流体连通。在示出的实现方式中，盒部34包括过滤器保持框架38和如上所讨论的过滤器40。盒部34可插入到盒部接纳部分32中，且一旦被插入到盒部接纳部分32中，盒部34就可以在过滤阶段的持续时间内保持就位。在过滤阶段之后，盒部34可从盒部接纳部分32移除，且经受清洁阶段。应注意，盒部34可整体经受清洁阶段，或者替代地，过滤器40可从过滤器保持框架38分离以经受清洁阶段。盒部34可以在过滤阶段和清洁阶段的多个循环中重复使用。在一些实现方式中，只要多孔材料的物理完整性保持适合于执行过滤器40的预期过滤目的，盒部34就可以无限地重复使用。在一些实现方式中，在一定次数的循环之后，或者如果怀疑多孔材料的物理完整性已经受损，也可以用新的盒部替换盒部34。盒部34与壳体30的盒部接纳部分32之间的相互作用使得一旦盒部34被插入到盒部接纳部分32中，除了穿过过滤器40的空气通道之外的空气通道就被最小化。在一些实现方式中，一旦盒部34被插入到盒部接纳部分32中，盒部34与盒部接纳部分32之间的相互作用就可产生气密密封，使得空气仅流动穿过过滤器40的多孔材料。
707.在图21中示出的实现方式中，盒部接纳部分32被连接到流动导管36或管，流动导管36或管延伸到面罩的内部，以将已经被过滤器过滤的空气输送到用户。在该实现方式中，过滤单元28可形成吸入处理单元的一部分，或者吸入处理单元可基本上由过滤单元构成。类似地，过滤单元28可形成呼出处理单元的一部分，或者呼出处理单元可基本上由过滤单元构成。
708.如上所述，盒部34包括过滤器保持框架38和过滤器40。过滤器保持框架38可以是能够使过滤器40保持就位的任何类型的结构。在所示的实现方式中，过滤器保持框架38包括两个大致矩形的框架部分37，两个大致矩形的框架部分37被构造成将过滤器40夹在两个大致矩形的框架部分37之间，框架部分37中的每一个框架部分限定开口39，使得过滤器40能够在框架部分的两侧被暴露。应理解，在图21中示出的过滤器保持框架38的实现方式仅用于说明目的，各种其他形状和构造也是合适的。
709.此外，过滤器40可包括由多孔材料构成的多于一个层。例如，由多孔材料构成的第一层(即，可首先与待净化的空气接触的层)可由具有某些性质的多孔材料制成，而由多孔材料构成的第二层可被布置成与由多孔材料构成的第一层相邻且在由多孔材料构成的第
一层的下游，由多孔材料构成的第二层还具有可与由多孔材料构成的第一层的性质相似或不同的性质。因此，提供由多孔材料构成的第一层和由多孔材料构成的第二层可产生多层多孔材料。第一多孔材料和第二多孔材料可例如由不同的材料制成，或者具有不同的孔尺寸。还可提供由多孔材料构成的多于两个层，并也可产生多层多孔材料。
710.还应注意，在一些情况下，可省略盒部保持框架38，且过滤器40可被构造成作为单独的部件被插入到盒部接纳部分32中，在这种情况下，盒部接纳部分32可对应地被称为过滤器接纳部分。
711.还应注意，尽管盒部接纳部分32和盒部34的组合在图21中示出为通过插入机构来联接，通过插入机构来联接包括盒部34横向滑动地移动到盒部接纳部分32中，但是盒部接纳部分32与盒部34之间的其他类型的相互作用也是可能的。例如，盒部可通过卡扣机构与盒部保持部或壳体30组合。
712.参照图22，在清洁阶段包括施加穿过金属多孔材料的电场的实现方式中，过滤器40可用作电极42，且盒部34还可包括电绝缘衬垫44。出于安全原因，电绝缘衬垫44可防止电流传播到比过滤器40更远处。图22还示出了dc高电压源或ac高电压源，dc高电压源或ac高电压源使得能够施加穿过过滤器40的电流。在这样的实现方式中，过滤器40可形成第一电极，过滤器保持框架38可形成第二电极，使得电流被施加在过滤器40与过滤器保持框架38之间。
713.现在参照图23a和图23b，在其他实现方式中，例如当过滤单元形成吸入处理单元和/或呼出处理单元的一部分时，过滤单元28可被集成在面罩116中，面罩116作为过滤单元28的运行位置，而不是过滤单元28与面罩116分开地布置但是与面罩116流体连通。在过滤单元28被布置成集成在面罩116中的实现方式中，过滤单元28可包括单个过滤器，或者可布置两个或更多个过滤器。当布置两个或更多个过滤器时，两个或更多个过滤器可串联地布置，以形成空气流可穿过的一系列过滤器。一系列过滤器可以以相邻的关系布置，过滤器可彼此间隔开。在一些实现方式中，两个或更多个过滤单元28还可被布置并集成在面罩116中。例如，图23b示出了两个过滤单元被集成在面罩中的实现方式。
714.在一些实现方式中，过滤单元28可包括以并排关系布置的两个或更多个过滤器40，如图24所示。在这样的实现方式中，也可以说过滤器40彼此平行地布置，或者被布置在与用户的身体的前方平面稍微平行的同一平面内。与当可使用单个过滤器时相比，以并排关系布置过滤器可有助于减少对穿过过滤器的空气流的限制，同时提供增大的过滤表面面积。由于减少对空气流的限制，因此以并排关系布置过滤器可有助于呼吸。由于过滤器的并排关系已经减少对空气流的限制，因此例如当没有使用空气泵或鼓风机以迫使空气流穿过过滤器时，可使用这种构造类型的过滤器。尽管图24示出了作为被佩戴在用户的背部上的过滤单元28的一部分的、以并排关系布置的四个过滤器40，但是应理解，当过滤单元被集成在面罩中时，过滤器可以以并排关系布置。当过滤单元形成吸入处理单元或呼出处理单元的一部分时，或者当吸入处理单元或呼出处理单元基本上由过滤单元构成时，过滤器也可以以并排关系布置。
715.不同的技术可用于集成一个或多个过滤单元以形成面罩的一部分。例如，面罩可由聚合物(例如硅树脂或聚乙烯)制成，且可包括过滤单元接纳开口或窗口，以接纳盒部接纳部分。然后，盒部接纳部分可被粘合、胶合或密封到开口的外周。可使用任何其他类型的
合适的技术以将过滤单元集成到面罩，使得一旦面罩被定位在用户的面部上，面罩和过滤单元的组合就有助于防止污染空气在除了穿过过滤单元的过滤器之外的位置处渗入。
716.如上所述，过滤单元28可被包括在如在此描述的吸入处理单元和/或呼出处理单元中。在一些实现方式中，接纳过滤单元28的吸入处理单元和/或呼出处理单元可与面罩分开地布置但是与面罩流体连通，且吸入处理单元和/或呼出处理单元可被佩戴在例如用户的腰带处或佩戴在用户的背部(即作为背包)上。图6示出了被构造成佩戴在腰带处的吸入处理单元12和/或呼出处理单元的示例，其中，过滤单元可被接纳在吸入处理单元12和/或呼出处理单元中。
717.在一些实现方式中，当过滤单元28被集成在面罩中时，可省略之前参照图21描述的导管36。
718.此外，在过滤单元28被集成在面罩中的实现方式中，有利地，过滤单元28可操作成以双向方式过滤污染物。换言之，包括空气中的污染物的污染空气可以在污染空气沿着流入方向从环境穿过过滤单元28的过滤器40时被处理，以产生可被输送到用户以供吸入的被过滤的空气。相应地，由于被用户呼出而导致的污染空气(污染空气还可包含诸如病原体的污染物)在被释放到大气之前，可以在污染空气沿着流出方向行进穿过过滤单元28的过滤器40时被处理。
719.多级处理系统的附加应用
720.在一些实现方式中，根据计划的用途，可省略多级处理系统的选定的部件或子单元。例如，在一些实现方式中，多级处理系统可至少包括吸入处理单元和吸入前处理部分，即，具有呼出处理单元或不具有呼出处理单元。多级处理单元可被构造成用于需要提供被处理的空气的任何应用，例如对压缩空气瓶或气罐进行填充。具有该构造的多级处理单元的应用可例如用于需要被处理的空气供应的设备，例如培养腔室、生物反应器、培养箱等。具有该构造的多级处理单元还可用于通过面罩向用户提供被处理的空气，但是不需要对呼出的空气进行处理，例如在用于消防员的情况下。
721.此外，多级处理系统可被改变尺寸，以处理希望的体积的气体。多级处理系统可被改变尺寸，以提供足够体积的由单个用户使用的被处理的空气，或者多级处理系统可被改变尺寸，以用于实验室应用，或者用于需要大体积的被处理的气体的工业应用。
722.在此已经描述和示出了多种可选的实现方式和示例。以上描述的技术的实现方式仅旨在为示例性的。本领域普通技术人员可理解单个实现方式的特征，以及部件的可能的组合和变型。本领域普通技术人员可进一步理解，任何实现方式都可以以与在此公开的其他实现方式的任意组合来提供。应理解，在不背离技术的中心特性的情况下，技术可以以其他特定形式实施。因此，所示出的示例和实现方式在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，技术不限于在此给出的细节。因此，虽然已经示出和描述了特定实现方式，但是能够想到许多修改。