技术摘要：
本发明涉及面部遮罩技术领域，本发明公开了一种可防控雾霾主动消杀细菌病毒的口罩，包括多功能口罩本体、嵌入式微控器、电子控制单元和电源，以及挂耳绳或集束线缆，其中挂耳绳或集束线缆内置I/O接口线缆，嵌入式微控器依次通过电子控制单元和I/O接口线缆连接到多功能  全部
背景技术：
口罩，在保护人类生命健康防控污染细菌病毒传染、扩散的应用中，历经久远使用 约七八个世纪。它是防止污染或细菌病毒侵害人类并保护人类生命健康重要的、常用的、不 可或缺的防护用具。它扮演着与人类防控污染细菌病毒，保护生命繁衍与健康成长共进退 的重要角色。 针对口罩防控对象污染物及病源体的与生俱在，常以微化的雾霾、或生化性质的 细菌病毒物态存在并产生污染或传染扩散侵害作用的特征特点。据此，早期口罩的发明应 用，主要是通过口罩层间的物理隔离吸附、过滤透气原理，抑制阻隔雾霾和细菌病毒进入人 体呼吸道致人疾病，导致损伤或传染扩散至重大疫情灾难性后果的发生，从而达到防控保 护人类极大地减少污染物或细菌病毒传染扩散侵入伤害生命疫情的发生发展的目的。而雾 霾污染物和细菌病毒包括类污染物或变异细菌病毒始终与人类存在发展的生态环境如影 随形相伴而生。因此口罩应用在其历史与现实生活的进程中，已是日常居家、生活出行、医 护职业或疾控工作中必须、必要、必用的重要和主要的便捷防护用具。 因此在近代，人类为应对保护的需求，相继有了可选用的一次性口罩和优化改进 性能的美标N95、国标KN95、3M等口罩的选用。此后也发明了喷剂雾化式消杀防控医用器具。 其原理功效是，通过在口腔鼻咽喉部喷雾化消毒杀菌液，以此抑制或消杀从呼吸道鼻咽喉 部进入的细菌病毒，达到防控保护人身免于疾病的目的。但由于该用品携带使用不方便，存 储保管局限性大，主要是它更适用于居家医院等相对固定环境使用的限定性特点。因此在 户外公共场所、人口流动密集区域、或户外生产作业工矿场所，口罩所具有的防控保护便捷 使用的显著优越性仍然是持续推崇、改进、首选而暂无可取代。尤其在重大污染源及细菌病 毒突发性生态环境中，口罩更适合大众便捷防护使用。即使在本世纪2020年春季新冠病毒 肺炎疫情突发肆虐下，普通口罩也是稀有价值高企，一罩难求。更何况于高性价比，需求功 效更好的环保质优口罩，更是社会期盼欲购难求。同时亦可扩展为空气净化器满足特殊环 境下疾控防护需求。 日常所使用的防控雾霾、细菌病毒口罩的功能特点，主要的仅仅是被动隔离吸附、 过滤透气为主要功能，而不能主动消杀口罩上所吸附的细菌病毒，由此造成佩戴口罩者或 废弃口罩成移动或二次污染、传染、扩散细菌病毒源，堪称亟待解决的疾控环保之忧。 目前公开的专利文献中尚存在诸多不足，例如： (1)CN201620417626.7公开了一种紫外消毒杀菌口罩，包括口罩主体，口罩主体上 连接有头戴绳，口罩主体上设置有至少一个紫外光发生装置，头戴绳上设置有电源模块，该 电源模块与紫外光发生装置之间通过处于头戴绳内部的导线电连接。但是，该紫外消毒杀 菌口罩仅利用紫外光线对口罩进行消毒杀菌，功能单一，不能够完全消杀口罩上所吸附的 4 CN 111588129 A 说　明　书 2/7 页 各种类型的细菌、病毒。 (2)CN201820351049.5公开了一种预防感染口罩，口罩本体表面设置有冷凝呼吸 阀，冷凝呼吸阀内部上方设置有紫外线消毒灯，冷凝呼吸阀外侧设置有控制开关。同样的， 该紫外消毒杀菌口罩仅利用紫外光线对口罩进行消毒杀菌，功能单一，不能够完全消杀口 罩上所吸附的各种类型的细菌、病毒。此外，将蓄电池等器件直接设置在口罩本体表面的冷 凝呼吸阀内，导致口罩本体表面过大、过重，降低佩戴者的舒适感。 (3)CN201621081795.4公开了一种口罩，通过在口罩内设置高压静电空气净化装 置，在口罩的底部设置抽风机，把口罩内的空气抽取出来，再在口罩的两侧分别设置进气 口，进气口连接高压静电空气净化装置，外面的空气在抽风机的动力带动下从进气口进入 高压静电空气净化装置过滤处理后进入口罩内。虽然该高压静电空气净化装置的原理简 单，但实际上较难实现，且仅利用高压静电对口罩进行消毒杀菌，不能够完全消杀口罩上所 吸附的各种类型的细菌、病毒。此外，将抽风机直接设置在口罩本体上也会导致口罩本体表 面过大、过重，降低佩戴者的舒适感，不够合理。 因此，传承经典，创新完善口罩环保新功能应用势在必行。基于传统口罩存在功能 单一，结构资源利用率低和新技术新工艺应用尚不充分或缺失以及社会环保疾控之需。由 此引领社会创新驱动丰富口罩功能新需求：开启高端口罩研发应用新局面，完善满足应用 口罩功能差异化新选择，推广普及防控环保健康理念新功能口罩势成必然。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提出一种可防控雾霾主动消杀细菌病毒的口罩，包括 多功能口罩本体、嵌入式微控器、电子控制单元和电源，以及挂耳绳或集束线缆，所述挂耳 绳或所述集束线缆内置I/O接口线缆，所述嵌入式微控器依次通过所述电子控制单元和所 述I/O接口线缆连接到所述多功能口罩本体，所述电源为所述嵌入式微控器、所述电子控制 单元和所述口罩本体供电。所述多功能口罩本体包括第一吸附过滤防护层、紫外光源层、间 隙放电层、电致控温层和可配置替换使用的冗余功能层，其中： 所述第一吸附过滤防护层包括设置于内外侧的标准过滤透气防护层及中间的熔 喷布防护层；所述多功能口罩本体设置有第一I/O接口，用于检测所述第一吸附过滤防护层 是否被拆卸，并通过所述I/O接口线缆将检测结果发送给所述电子控制单元和所述嵌入式 微控器。 所述紫外光源层包括第二吸附过滤防护层、柔性电路板和UVC-LED阵列，所述第二 吸附过滤防护层、所述柔性电路板及设置于侧围的所述UVC-LED阵列构成紫外光灭菌腔室； 所述柔性电路板上密布有若干微径呼吸流孔栅，且在位于所述紫外光灭菌腔室内的一侧采 用呼吸气流体降阻式占位空间少的方式设置所述UVC-LED阵列，外围敷设受所述第二吸附 过滤防护层保护的用于吸附病菌的着床层；所述多功能口罩本体设置有第二I/O接口，所述 第二I/O接口分别连接所述UVC-LED阵列和所述I/O接口线缆，所述嵌入式微控器依次通过 所述电子控制单元、所述I/O接口线缆和所述第二I/O接口驱动和控制所述UVC-LED阵列。 所述间隙放电层包括第三吸附过滤防护层和阻燃柔性电路板，所述阻燃柔性电路 板上密布有若干同极性并联且间隙可控的呼吸流放电孔；所述多功能口罩本体设置有第三 I/O接口，所述第三I/O接口分别连接所述阻燃柔性电路板和所述I/O接口线缆，所述嵌入式 5 CN 111588129 A 说　明　书 3/7 页 微控器依次通过所述电子控制单元、所述I/O接口线缆和所述第三I/O接口控制所述阻燃柔 性电路板产生倍升电压，并通过所述呼吸流放电孔进行放电。 所述电致控温层包括设置于中间的第四吸附过滤防护层和内外侧的电致热阻丝 网层；所述多功能口罩本体设置有第四I/O接口，所述第四I/O接口分别连接所述电致热阻 丝网层和所述I/O接口线缆，所述嵌入式微控器依次通过所述电子控制单元、所述I/O接口 线缆和所述第四I/O接口控制电致热阻丝网层进行加热。 所述第二吸附过滤防护层、所述第三吸附过滤防护层和所述第四吸附过滤防护层 包括设置于内外侧的标准过滤透气防护层及中间的熔喷布防护层。 进一步的，所述冗余功能层包括可更换的受控缓释的过氧化物类浸润层/或受控 缓释的酒精类浸润层，所述受控缓释的过氧化物类浸润层用于提供应急呼吸用氧，所述受 控缓释的酒精类浸润层用于消杀细菌病毒。 进一步的，所述多功能口罩本体设置有第一压感触点开关，用于检测所述冗余功 能层，所述第一压感触点开关通过所述I/O接口线缆、所述电子控制单元连接所述嵌入式微 控器；当检测到所述冗余功能层，且所述紫外光源层、所述间隙放电层或所述电致控温层运 作时，所述嵌入式微控器控制所述紫外光源层、所述间隙放电层和所述电致控温层停止运 作，并进行声光警示。 进一步的，所述第一吸附过滤防护层、所述紫外光源层、所述间隙放电层所述、所 述电致控温层和所述冗余功能层均为可拆卸设置，通过磁性定位毡绒扣接以叠式或卡式进 行安装；所述冗余功能层不与所述紫外光源层、所述间隙放电层所述和所述电致控温层同 时共用。 进一步的，所述第一I/O接口包括第二压感触点开关、光电耦合开关和第一机械异 向限位结构，所述第二压感触点开关和光电耦合开关用于检测所述第一吸附过滤防护层是 否被拆卸，所述机械异向限位结构用于防错插。 进一步的，所述第二I/O接口包括光感检测反馈单元和第二机械异向限位结构，所 述光感检测反馈单元用于检测所述UVC-LED阵列产生的紫外光，所述第二机械异向限位结 构用于防错插。 进一步的，所述第三I/O接口包括电压检测单元和第三机械异向限位结构，所述电 压检测单元用于检测所述间隙放电层的电压，所述第三机械异向限位结构用于防错插。 进一步的，所述第四I/O接口包括温度检测单元和第四机械异向限位结构，所述温 度检测单元用于检测所述电致热阻丝网层的温度，所述第四机械异向限位结构用于防错 插。 进一步的，所述温度检测单元包括半导体PN结，用于检测所述电致热阻丝网层的 温度的稳定性。 进一步的，所述UVC-LED阵列采用广角UVC-LED，用于减小元器件几何阵列占位与 所述微径呼吸流孔栅的相干性。 本发明的有益效果在于： 本发明集成运用基于现代新、轻、薄、柔材源和新工艺制造技术及基于现代微电子 嵌入式片上测控驱动技术系统，实现优化功能性的新轻薄柔特点的隔离吸附、过滤透气、主 动消杀细菌病毒规范达标可配置功能的单元叠层集成架构、嵌入智能型多模式界面交互控 6 CN 111588129 A 说　明　书 4/7 页 制、创新功能应用，使其不仅具有传统口罩充分安全保障的基本功能，更具有创新技术智能 优化控制的独立或复合模式选择设置的主动消杀细菌病毒应用的防控污染、传染扩散疫情 发生的综合功能运用机制；同时充分利用资源架构，实施冗余配置应用，配置具有针对性互 补完善的受控缓释药剂浸润反应层的防窒息、消杀细菌病毒的新功能集成口罩于一体，充 分满足日常防控或爆发重大疫情防控有利需求的必要性。 本发明丰富多维度创新口罩新功能必要和充分驱动，架构实施创新口罩功能优化 设计方案，运用现代新材源、新工艺和基于现代微电子嵌入式片上测控驱动技术系统，整合 技术资源互补应用新技术优势，实施创新口罩功能集成移动便捷穿戴式应用，即可为本发 明专利口罩，奠定实施应用的丰富充实和便捷有利的技术方案和物质生产基础，以此确保 本专利利好于民的疾控环保应用实现的充分性。 本发明性价比高，使用简便。基于可重复应用，设计护层周期便捷置换结构，既确 保功能可靠有效，同时安全环保经济。集基本功能与创新功能应用于一体，确保主动消杀细 菌病毒和防窒息新功能应用；规范安全驱动同时，确保无源本质安全和容差错性保护安全 使用；模块控制智能化/人机界面交互/LCD文本显示/声光警示/驱动测控功能保护完善；增 强环保疾控灭活罩体细菌病毒污染源移动次生扩散的保护功能；实施系统结构模块化智能 管理，面部柔性密实贴合，增强舒适防护性，满足人性化穿戴便捷式应用；基于其发明创新， 扩展应用前景广阔。 附图说明 图1本发明口罩的结构示意图； 图2本发明口罩的电气原理框图； 图3本发明口罩的第一吸附过滤防护层的结构示意图； 图4本发明口罩的紫外光源层的结构示意图； 图5本发明口罩的间隙放电层的结构示意图； 图6本发明口罩的电致控温层的结构示意图； 图7本发明口罩的测控驱动主程序流程框图； 附图标记：1-多功能口罩本体，2-I/O接口线缆，101-第一吸附过滤防护层，1011- 标准过滤透气防护层，1012-熔喷布防护层；102-紫外光源层，1021-UVC-LED阵列；103-间隙 放电层，1031-放电孔；104-电致控温层，1041-第四吸附过滤防护层，1042-电致热阻丝网 层；1061-第一I/O接口，1062-第二I/O接口，1063-第三I/O接口，1064-第四I/O接口。