浅谈面罩OBM活氧呼吸面罩

论文导读：
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　摘 要：活氧呼吸面罩是基于麦克风传感器的具有自动呼吸调控功能和智能化报警系统的新型间断式节约供氧呼吸面罩产品。本产品通过检测使用者的呼吸状态来控制供氧管的通断以达到延长氧气使用时间的目的，并且当呼吸异常时，还可以进行智能报警。
关键词：呼吸面罩；呼吸检测；自动调控；智能报警

一、作品介绍

OBM 活氧呼吸面罩是基于麦克风传感器的具有呼吸自动调控、监测及报警功能的新型节气呼吸系统。它最大的特色是可延长氧气的使用时间。本产品通过检测使用者的呼吸状态来控制输气管的通断以达到节约氧气、延长氧气使用时间的目的，并且当呼吸频率过快或者过慢的时候可以进行报警，而同时遇到意外情况使用者可以直接向基地端报警。另外，系统内置GPS 模块，可实时显示使用者的位置。
在安全性方面，首先选用常开电磁阀，以保证在由于断电等意外因素导致系统不工作的情况下，能够实现氧气持续供应；其次，还设计了完善的节电程序，可在电池电量不足时，仅保留系统报警定位通信功能，而不再维持耗电量较大的电磁阀的工作，使其处于常开状态，保证氧气持续供应的同时延长系统的工作时间；再次，考虑到登山的雨雪恶劣环境，设计选用了图1所示的防尘防水级别达到IP65 的电磁阀。
在便携性方面，设计采用专用的电路板与高度集成的模块，可最大限度地减少体积和重量，使整机重量控制在400 g，面罩在80 g以内。通过合理的装配结构设计，使整机呈现便于携带的长方体外型。
在续航方面，设计则选用3 800 mAh 的锂电池，以及用高效率的电源模块代替普通稳压芯片，尽量减少能量损耗，以保证至少12 h的有效续航时间。
在通用性方面，则尽量选用标准件。电磁阀的进气口采用宝塔头，出气口采用标准气动快速插头，便于橡胶管的连接。充电接口采用最为普遍的圆口带针，程序下载口为标准USB 口并配有专用的程序下载线，便于充电与维护。可以方便地进行固定升级与维护。

二、技术原理说明

整个工作流程可分为两个部分：自动呼吸调控供氧部分和呼吸检测及智能报警部分。自动呼吸调控供氧部分的结构图如图2所示。
使用者佩戴好呼吸面罩，打开开关，面罩开始工作。安装在出气管上与进气管的麦克风传感器检测气流流动状况。经过STC12C5A60S2单片机与自行设计的算法对传感器的反馈信号进行综合，判断使用者出于吸气或者呼气状态，并由此控制电磁阀的通断。
当传感器反馈信号满足特定条件时，系统判断为呼吸异常，供氧模式切换到持续供氧模式，并且通过无线芯片向电脑终端报警。
是该活氧呼吸面罩的控制面板图，该控制面板上设有8个按钮，依次可以发送报警信号，发送经纬度信号，发送成功信号，发送一切正常信号，调低显示屏亮度，调高显示屏亮度，发送天气恶劣信号，发送天气良好信号。

三、作品创新点、应用前景和市场

本作品的创新点是能够根据使用者的呼吸自动调控供氧，并且监测呼吸及智能报警。它是一款全新的、划时代的辅助氧气呼吸面罩。
随着经济的发展以及青藏铁路的开通，越来越多的人开始走进西藏，走进雪山。攀登雪峰，已经成为了一种新型的受欢迎的户外运动项目。例如去年中国地质大学登山队成功登顶珠穆朗玛峰峰顶。OBM 活氧呼吸面罩的使用，将大大延长登山者的登山可用时间，提高登山者的安全性，为生命提供保障。
OBM 活氧呼吸面罩不仅将会成为登山者的好装备，更会成为消防员的好帮手。它的使用将会为被困者赢得更多的救援时间，可以让消防员从死神手里抢回更多的生命。
活氧呼吸面罩不仅可以应用在这两个行业里。在所有需要用到氧气瓶的地方，如在高粉尘环境中工作的工作人员，地下深井中的矿工，有心肺功能疾病的家庭等，活氧呼吸面罩都能够节约氧气、提供必要的安全保障。