具有电池钝化感应/校正功能的电动空气净化呼吸器及相应方法
专利名称：具有电池钝化感应/校正功能的电动空气净化呼吸器及相应方法
技术领域：
本发明涉及电动空气净化呼吸器以及解决与电压延迟和/或电池钝 化相关的问题的方法。
背景技术：
电池供电空气净化呼吸器(PAPR)的使用已是一项成熟的技术。 PAPR通常包括送至穿着者的加压气流、过滤器和电源(通常是电 池)，电源为加压空气的生成来源(如鼓风机或风扇)供电。PAPR可以采用不同类型的电源，通常是电池。示例包括单次使用 的一次性电池、可充电电池和本安型电池。本安型电池被设计成用于限 制这些装置所释放的存储电能的量，该电量在某些环境(如爆炸性环 境)下可能具有危害性。一些PAPR可采用两类电池，例如不可充电电池(即一次电池)和 可充电电池(即二次电池)。可在爆炸性和非爆炸性环境下使用这类 PAPR，具体情况取决于是否要求本安。锂电池可以用作PAPR的电源。 一次锂电池的优点在于其本身的储 存寿命长。 一次锂电池的储存寿命长是因为蓄电池组电池的一种特性， 即钝化。"钝化"是用来描述蓄电池组电池中电阻层逐渐积聚的术语。 电阻层可防止电池进行内部放电，以延长其储存寿命。储存时间的作用 可能会对通过限制初始可用电能以克服该层电阻效果的能力造成严重影 响，并且这种作用会在储存过程中逐渐增强。而锂电池(如作为一次电池使用时)的缺点是，在很长一段时间没 有使用该电池之后，刚开始使用它时，通过初始可用电压的下降会发现 其表现出电池钝化，通常称为电压延迟。可用电压的下降是由于发生的 钝化过程造成的。使用一次锂电池时，电阻层逐渐被去钝化(即"击穿")，然后电 池可正常工作(即，电池生成所期望的电压)。但是，在电阻层被"击 穿"或去钝化前，电池可能会产生比其它时候更低的电压。电池钝化对初始可用电能造成的影响也被称为电压延迟。也就是说，在对PAPR施加所需负荷时，可以从电池获取的初始电压会降低，或许是大大降低。只有在一段时间后(在此期间去钝化过程己完成)， 所期望的初始电池电压才能在钝化层移除后恢复。这种更低的初始电压可能会对由锂电池供电的PAPR的性能造成不 利影响，例如，可净化的气体量较少，或许甚至还会对PAPR的电子控 制电路带来不利影响。这种更低的电压有可能限制或完全阻止呼吸器的 运行。如果PAPR使用的是本安型电源，那么为了在上述危险(如爆炸 性)环境下保护操作，本安型电源会限制电源提供的电流消耗 (current draw)，而这有可能延长去钝化的时间，那么这个问题会更 加严重。发明内容采用锂电池或其它表现出相似钝化情况的电源的PAPR使用者可能 不会意识到电源提供的电压量受到限制，因此不会注意到PAPR的性能 受限。这些使用者可能会在需要PAPR全面运行的操作环境中使用装有 表现出钝化的电源的PAPR。如果之后PAPR不能表现出全面的工作特 性，就会引起不好的后果。因此，在一个实施例中，重要的是，PAPR的使用者可确定空气呼 吸器无论是否使用表现出钝化的电源都将按设想情况来工作，并且/或 者使用者被告知和/或被提醒钝化情况和/或钝化的消除或校正，这样使 用者就可以采取必要的步骤来处理PAPR的性能，例如，除非钝化程度 减轻，否则不在紧急环境中使用PAPR，和/或在钝化程度减轻前，不在 紧急环境中使用PAPR。在一个实施例中，本发明提供能够使加压气流通过过滤器送至穿着者的PAPR。在某些情况下会表现出钝化的电池可向与空气流动通道非 固定地结合的风扇供电。可配置校正电路来校正电池钝化。在另一个实施例中，本发明提供了能将加压气流送至穿着者的 PAPR操作方法，该PAPR包括带加压气流空气流动通道的部件、过滤 器、与空气流动通道非固定地连接着的风扇(其产生加压气流)以及可 向风扇供电的电池(在某些情况下会表现出钝化)。电池钝化可被感应 至'J。电池钝化的指示被提供给使用者。在另一个实施例中，本发明提供了能将加压气流送至穿着者的 PAPR操作方法，该穿着者拥有带加压气流空气流动通道的部件、过滤 器、与空气流动通道非固定地连接着的风扇(产生加压气流)以及可向 风扇供电的电池(在某些情况下，表现出钝化)。可感应到电池钝化。 根据所述指示来校正电池钝化。
图1是根据本发明实施例构建的PAPR的外部视图；图2是根据本发明替换实施例构建的PAPR的外部视图；图3是锂一次电池中钝化/去钝化动态的示意图； 图4是由锂一次电池钝化产生的典型电压延迟曲线的示图； 图5是根据本发明的实施例构建的空气呼吸器的框图；以及 图6是与本发明各种实施例的元素相结合的流程图。
具体实施方式
在本具体实施方式
中所采用的以下术语含义为"校正电路"是在本说明书所述的处理中用于克服电池钝化的影响 的任何电路、软件程序或功能；"风扇"是用于提供加压气流的机械装置，通常是用以产生压力或 者用以向流体添加压力和/或气流的电力驱动机械装置；"加压气流"是可提供给PAPR使用者的气体，通常由风扇、电动 机或其它适合的推进器提供动力；"与钝化相关的指示"是指示了对电池的钝化或钝化程度进行感应 或检测的任何指示，例如(不限于)通过包括各种电压、波形、电流和 /或计时在内的模拟或数字电信号来指示；"带空气流动通道的部件"是用于将气体传送给PAPR使用者的任 何机械装置，例如，但不限于，输送管、软管、罩、连体衣；"克服钝化"是指采取一个或多个步骤或执行一项功能来改善电池 钝化产生的影响，例如，但不限于，通过限制电流消耗以维持电池电 压；"PAPR"指个人空气净化呼吸器；"向使用者提供指示"指本说以下明书中描述的任何以视觉、听觉 或其它方式对使用者进行提醒的方式；以及"使用者"指PAPR相关信号所提醒的人，可以是穿着者，但并不 限于是穿着者；以及"穿着者"指个人或多个人中的一个，PAPR向其提供加压气流。 图1示出了根据本发明的实施例构建的PAPR 10的外部视图。 PAPR 10利用束带14围绕附着在穿着者12的腰部。PAPR 10通常包 括带一个或多个过滤器16的壳体15。壳体15包括用于产生加压气 流的风扇或鼓风机。电能的供应源(通常是电池)向风扇或鼓风机供 电，它可能位于壳体15中或其它位置，例如，通过单独的包(例如背 包)附着于穿着者12或与穿着者相分离。气体输送管18有助于从 PAPR 10的壳体15传送加压气流以供穿着者12使用，这一过程通常 由管头或喷嘴或头盔(未示出)来完成。PAPR 10基本上是设备齐全 的，并利用过滤器16、风扇或鼓风机以及气体导管18向穿着者12 提供已过滤的空气。PAPR 10可存放在如果需要使用时使用者可随时取到的地方。如果 使用者进入需要或要求有加压过滤气体的环境，他就可以从储存库中选 择PAPR 10，将其戴上并在所需的环境下使用。通常可能用到PAPR的 环境包括研磨、焊接、油漆喷涂、铸造、农业和应急。图2示出了 PAPR 10替换实施例。带气体导管18的PAPR10，而不是气体导管18 (如图1)，被安放在连体衣20内。PAPR 10 包括过滤器16以及用于产生加压气流的风扇或鼓风机和为该风扇或鼓 风机供电的电源。同样，PAPR 10可存放在如果需要使用时使用者可随时取到的地方。如果使用者进入需要或要求有加压过滤气体的环境，那么他可以从 储存库中选择PAPR 10 (包括紧身衣20)，穿上包含PAPR 10的紧身 衣20并在所需环境下使用PAPR 10。PAPR 10可能会存储相当长的一段时间来等待穿着者12的使 用。尽管PAPR 10被存储起来，但它可能需要让使用者在发出使用通 知后较短的时间内就可对其进行操作。也就是说，使用者可能不会提前 告知使用PAPR 10的要求或意愿。因此，希望的是，PAPR 10不仅可以长时间存储，而且一旦需要和 /或要求使用PAPR 10时，穿着者可在相对较短的时间内对其进行可靠 的使用。用于PAPR 10的一种电能源是锂电池。锂电池的储存寿命长，例 如10年，这使得它们可以被存储相当长的时间，并且一旦使用，仍能 维持其可用性。一次锂电池通常会受到被称为"钝化"的化学反应的影响。当锂金 属阳极和阴极之间发生反应时，锂金属表面就会发生电池钝化。钝化层 用于保护电池，避免其在储存期间发生内部放电。电池电极之间的高电 阻钝化层的存在是锂电池储存寿命长的主要原因。图3示出了典型的一次性锂电池中这种电阻层的钝化与去钝化所 涉及的动态。 一般来讲，图3中示出的图代表的是分散在电解质中的 阳极支撑件22和阴极支撑件24。图中的部分26代表电池的开路状 态，其示出了在钝化反应发生之前包含电解质的阴极的瞬间增加。这种 状况可表征新电池的形成。图中的部分28示出了电池未使用期间，在 阳极22上钝化层的相对快速的形成。图中的部分30示出了在相当长 的时间不使用的情况下蓄电池组电池的阳极22上钝化(电阻)层的稳 定形成。图中的部分32示出了当对电池提供小量负荷时钝化层发生的轻微扰动。如果提供较大负荷，则可以达到更大的去钝化速率(由图中的部分34、 36和38分步示出)。图4示出的是，针于由于钝化而具有电压延迟特性的锂电池，钝 化对从该电池获取的电压所产生的影响。在一开始使用锂电池时，锂电 池所产生的电压会因为钝化(电阻层的存在)而显著下降。该图示出了 锂电池提供的电压发生下降。随着电池去钝化的发生， 一次锂电池的电 压会逐渐恢复到初始可用的电势。电压延迟会导致出现有害的装置操作，这是因为无法从锂电池获得 可用电压。对于PAPR 10，缺少可用电压可能会损害PAPR中风扇或鼓 风机的功能，从而无法向穿着者提供足够的加压气流。此外，例如如果 PAPR 10中所包括的或其所提供的控制电路或锂电池的控制电路确实获 得了正常工作所需的足够电压，则来自锂电池所的可用电压的缺少可能 影响PAPR 10的整个运作。有几种不同的因素可能会加剧电池钝化，并因此影响电压延迟特性 的长度和深度。对已钝化的蓄电池组电池，施加高电流负荷可能会引起 电压延迟特性加剧。相反，如果电流负荷很小，则可能不会发现电压延 迟特性。不同的化学表示也可能会影响钝化的长度和/或深度。 一般来 讲，蓄电池组电池储存的时间越长，其阳极上形成的钝化层就越均匀和 浓缩。较高的储存温度通常会加剧锂电池钝化的程度。较高的储存温度会 有效縮短达到一定钝化程度所需的时间。基本上，在相对较高的温度下 储存时间相对较短的蓄电池组电池可能会达到与在相对较低温度下储存 时间相对较长的蓄电池组电池相似的钝化程度。在对经历过钝化的蓄电池组电池提供负荷后，钝化层的高电阻会导 致蓄电池组电池的电压减小或稍微下降。正在使用的蓄电池组电池的放 电反应会慢慢地移除钝化层，从而降低蓄电池组电池的内阻。这继而导 致蓄电池组电池的电压达到峰值，如果其它放电条件不发生明显改变， 则该值在较短时间内会保持相对稳定。然而，如果蓄电池组电池的电流 负荷在电压稳定后上升，则电压可能会再次下降，直到钝化层被充分移除或分解为止。一旦来自蓄电池组电池的负荷被移除(例如，不再使用该电池)， 那么在对蓄电池组电池接着提供负荷时，则可能重新形成钝化层，并且 电压延迟可能会再次成为影响因素。为了控制显示出电压延迟特性的电源的钝化(例如，如上所述的具 有锂蓄电池组电池的电池的情况)，在本发明的一个实施例中，可能需 要限制电池在最初使用阶段的电流消耗量。这样，电池的电压下降程度会减到最小，并且电池所提供的电压可以维持在使PAPR 10仍可运行 的水平上。由于对电流消耗的限制而无法一开始就利用PAPR 10的的全 部容量，但这可以将钝化的影响降到最低，并且有可能縮短对电池进行 去钝化所需的时间。相比于其它情况，这将能更快地达到对PAPR 10 的全部容量的利用。在一个实施例中，可能需要且重要的是要告知PAPR 10的使用 者，在发生了钝化的情况下或者在去钝化期间，无法利用PAPR 10的全 部容量。利用信号来告知使用者(他可能也就是PAPR 10的穿着 者)，可指示出给PAPR 10供电的电源发生的钝化可能会阻止其完全 发挥作用，例如全部容量。可替换地，PAPR 10可在其已经充分地去钝 化从而可在适当环境中使用后用信号通知使用者。图5是包含本发明实施例的PAPR 10的框图。PAPR 10包括用 于在空气导管18 (图5中未示出)中提供加压气流的风扇或鼓风机 40。风扇40由提供电能源的电池42供电。电池42在某些操作条件 下可能会显示出电压延迟特性，且可能是表现出钝化的锂电池。电子控制处理器44可有效地连接到电池42上。电子控制处理器 44的传感器部分可检测到电池42的电压延迟特性(通常是钝化)。 在一个实施例中，电子控制处理器44的传感器部分可通过监控电池 42所提供的电压来检测电压。在PAPR 10启动从而开始使用电池42 时，电子控制处理器44的传感器部分会监控电池42所提供的电压。 如果电池42提供的电压降至或低于阈值电平，则电子控制处理器44 的传感器部分能够将处理器44的电能维持在阈值水平(图6中的"Vbat"最小值)。电子控制处理器44可启动信号46以提醒使用者(例如穿着者 12)，在电池42的去钝化过程中PAPR 10可能无法完全发挥功能。信 号46可能是可提醒使用者的任何类型的信号装置。信号装置的例子包 括，但不限于，视觉信号、听觉信号或任何其它类型的信号。视觉信号 可以是，例如， 一束或多束光线或文字显示内容。听觉信号可以是，例 如， 一种或多种铃声、 一种或多种钟声、 一种或多种音调、 一种或多种 蜂鸣声或听觉信号的任意组合。还可以利用信号的组合，例如，使用视 觉和听觉信号的组合。此外，可创建信号46以提供诸如电子信号或计算机信号之类的任 何种类的数字或模拟的中间信号，可以将这些信号传输或发送至其它装 置(例如，可能是位于远程站点的计算机)，然后，该装置可通过上述 或其它任何信号技术来提醒使用者。可采用信号46来提醒使用者有关电池42中电压延迟特性的存在 情况。同样，该信号可能指示了使用者在特定环境下不应穿着或使用 PAPR 10，除非或直到信号减弱或被清除。可替换地，可采用信号42 来提醒使用者去钝化过程己进行到将电池42的钝化部分分解的阶段， 这样就可在所选择的环境或所有环境中操作空气呼吸器。同样，该信号 可用于指示使用者PAPR 10已可使用，并且如果未得到该信号则可能 表示不应在所选环境中使用该呼吸器。信号46可用二进制来表示。也就是说，信号46可以仅指示电压 延迟特性的存在与否。还可想到的是，信号46可以代表钝化程度或表 示到达该程度则电压延迟特性存在。这种信号可能代表数值或电平，例 如通过光线的亮度、光线数量、听觉信号的电平、和/或音调的数量或 类型。表征电压延迟特性电平的信号46可由使用者或穿着者用以确定 在何种电平使用PAPR 10或者该运行电平下哪种环境适合使用该空气 呼吸器。此外，信号46可表征PAPR 10实现去钝化和/或达到性能里 程标(例如，当PAPR 10适用于预定用途时)之前剩余的时间量或估 计剩余时间量，或是表征与这种剩余时间相关的时间周期。应当认识并了解到，可由信号46得到或者想到许多其它类型的信号在一个实施例中，PAPR 10还可包括校正电路。这种包含的校正电 路可作为电子控制处理器44的一部分。校正电路可根据电子控制处理 器44的传感器部分来工作，或独立于电子控制处理器44的传感器部 分，从而比没有这种校正电路的情况更有效地克服钝化的影响(即克服 电池42的电压延迟效应)。在一个实施例中，校正电路会在最初使用 和/或去钝化过程中限制从电池42释放的电流以减轻电池42的去钝 化程度。如上所述，锂电池去钝化的影响可减轻，即，如果限制了来自 电池42的电流消耗，则可能降低或减小钝化的电压下降效应。在一个实施例中，这种校正电路可通过采用有源或无源限流器来运 行。校正电路的一个例子是多个电阻元件，这些元件可以接入或者离开 电池42的供电，从而有效限制从电池42获得的电流。电子控制处理器44的校正电路部分可与电子控制处理器44的传 感器部分结合或根据传感器部分来工作。例如，如果电子控制处理器 44的传感器部分检测到电压延迟特性，则校正电路就可被启动以限制 从电池42获得的电流。 一旦电子控制处理器44的传感器部分指示了 电压延迟状况不再存在，则可关闭电子控制处理器44的校正电路部 分。不同程度的电压延迟特性不同程度可调用不同程度的校正电路，例 如，通过对电流量的不同限制。在另一个实施例中，电子控制处理器44的校正电路部分可独立于 电子控制处理器44的传感器部分使用。对于某些类型的电池42，不 管何时开始使用电池42 (例如，开启PAPR 10时)都可采用电子控 制处理器44的校正电路部分在预定时间周期内限制从电池42获得的 电流，或在一段或几段时间周期内将其限制在不同量或程度上。采用这 种方式，在空气呼吸器启动时，PAPR 10可通过自动校正电压延迟特性 来确保正常工作。图6示出了包含本发明实施例各个方面的流程图。将电池42插 入(110)到PAPR 10中。使用者立即会被告知(112)尚无法使用PAPR 10。然后，电子控制处理器44会检测(113)电池42的电压， 该电池在启动时可能会高于电池42的预定最低电压电平。然后，电子 控制处理器44会检査(114)从风扇40获取的电流，该电流在启动 时应小于目标电流。电子控制处理器44会增加(115)对风扇40的电 流脉冲宽度调制。然后，电子控制处理器44再次检查(116)风扇40 获取的电流，并判断是显示(117)可安全使用的标记还是应重新执行 电池电压检测(113)。随着提供给风扇40的电流再次增大(115)，电 池电压可能会因为钝化而下降到预定最小电池电压(113)以下。风扇 40所获取的电流的脉冲宽度调制减小(119)。如果需要，流程会在电 压的检查(113)和脉冲宽度调制的增加(119)之间循环，直到电池 42的电压高于最小电池电压。流程会通过循环(113、 114、 115、 116 和113)或(113、 119和113)继续增加电池42所获取的电流的脉 冲宽度调制，这是由电子控制处理器44中的感应和控制电子器件决定 的。当风扇40获取的电流不再低于风扇目标电流时(114)，就会启动 一个内部标记(118)，并可告知使用者去钝化己充分进行以使得PAPR 10可使用，并结束钝化检测和去钝化控制过程(120)。当然，应当认 识并理解的是，之后可能会执行与钝化或去钝化无关的PAPR 10操作 的其它处理控制。在一个实施例中，对电压延迟特性的校正可能是消除或明显消除电 压延迟特性，即，将电池42合理地恢复到尽可能接近未发生钝化的状 态。在一个实施例中，对电压延迟特性的校正可能是消除某种程度的钝 化或分解某种程度的电阻层。例如，可在消除了电池42的特定百分比 的钝化后，例如，百分之九十(90%)的钝化(之前存在的或可能达成 的)，告知使用者。在一个实施例中，可在空气呼吸器工作正常(即， 在正常的工作规范范围内)时告知使用者。在一个实施例中，可在 PAPR 10达到预定或特定的最小气流水平时告知使用者。应认识并理解 的是，在所有涉及发出告知的实例中，都预期在钝化完成或停止时或在 这两种情况下进行告知。还应认识并理解的是，在去钝化仍然在进行时可利用信号46来告知使用者。在一些情况下，有可能在只克服了钝化的部分影响时告知使用者这时操作PAPR 10是安全的或被允许的。例如，可能在实现预定 百分比的去钝化后，如百分之九十(90%)，再通知使用者。即使尚未实 现完全去钝化，这种程度的去钝化也可能使PAPR 10的操作达到令人 满意的程度或可在特定用途或特定环境下工作。在这种情况下，即使已 将有关PAPR 10的钝化或工作情况告知了使用者，仍能继续客服去钝 化。在告知使用者或向使用者发出信号的其它情况下，可告知使用者可 被告知钝化的存在情况(即，PAPR 10可能不具有完全的环境可操作 性)，或者告知去钝化已完全或部分完成(即，PAPR 10部分或完全具有环境可操作性)。在本具体实施方式
中，已结合锂电池钝化描述了电压延迟特性。应当认识并理解的是，即使可能不会发生钝化或者该电源与锂无关，本发 明还是同样适用于表现出电压延迟特性的其它类型的电源。因此，将本发明的实施例公开。本领域的技术人员可以理解的是， 除了本发明所公开的实施例之外，还可以采用其它实施例来实施本发 明。本发明所公开的实施例是为了举例说明，但本发明并不限于此，并 且本发明仅受权利要求的限制。
权利要求
1.一种能够将加压气流送至穿着者的电动空气净化呼吸器，所述呼吸器包括具有用于所述加压气流的空气流动通道的部件；风扇，其与所述空气流动通道非固定地结合着，所述风扇用于产生所述加压气流；过滤器，其被布置在所述空气流动通道中；电池，可给所述风扇供电，并且在一些环境中会表现出钝化；电压延迟感应电路，可操作地连接至所述电池，提供与所述钝化相关的指示；以及可操作地连接到所述电压延迟感应电路的信号，所述信号向使用者提供所述电源的钝化的指示。
2. 根据权利要求1所述的电动空气净化呼吸器，其还包括可连接 到所述电压延迟感应电路和所述电源的校正电路，所述校正电路用于根 据所述指示克服所述电池的所述钝化。
3. 根据权利要求2所述的电动空气净化呼吸器，其中所述指示至 少部分地与所述电池的钝化的所述识别有关。
4. 根据权利要求2所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电压延 迟感应电路通过感应所述电池的电压降来检测由所述钝化所引起的电压 延迟。
5. 根据权利要求2所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正电 路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化。
6. 根据权利要求5所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正电路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化，直到由 所述电池的所述钝化产生的绝缘层被充分分解从而使得所述空气呼吸装 置能够适用于所述穿着者为止。
7. 根据权利要求5所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电池具有电压，并且其中所述校正电路会防止所述电压降到预定值以下。
8. 根据权利要求7所述的电动空气净化呼吸器，其中通过限制来 自所述电池的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
9. 根据权利要求8所述的电动空气净化呼吸器，其中，如果所述 电池的所述钝化减弱，则随后所述校正电路允许所述电池释放更大的电 流。
10. 根据权利要求8所述的电动空气净化呼吸器，其中，在所述 电压至少维持在所述预定电压的情况下，根据从所述电池获取的标准电 流来提供所述指示。
11. 根据权利要求10所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述电 压至少维持在所述预定电压的情况下，当从所述电池获取标准电流时提 供所述指示。
12. 根据权利要求10所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述空 气呼吸装置达到所述加压气流的最小流量的情况下，在从所述电池获取 所述电流消耗时提供所述指示。
13. 根据权利要求1所述的电动空气净化呼吸器，其中所述指示 至少部分地与所述电池的钝化的所述识别相关。
14. 根据权利要求13所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电压延迟感应电路通过感应所述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压 延迟。
15. —种能够将加压气流送至穿着者的电动空气净化呼吸器，包括具有用于所述加压气流的空气流动通道的部件；风扇，其与所述空气流动通道非固定地结合着，所述风扇用于产生所述的加压气流；布置在所述空气流动通道中的过滤器；电池，可给所述风扇供电，并且在一些环境中会表现出钝化；以及 可连接到所述电源的校正电路，其用于根据所述指示克服所述电池 的所述钝化。
16. 根据权利要求15所述的电动空气净化呼吸器，其还包括可提供与所述钝化有关的指示的电压延迟感应电路，所述校正电路可连接至 所述电池，并且其中所述校正可根据钝化的所述指示克服所述钝化。
17. 根据权利要求16所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电压 延迟感应电路通过感应所述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压 延迟。
18. 根据权利要求15所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正 电路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化。
19. 根据权利要求18所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正 电路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化，直到 由所述电池的所述钝化而产生的绝缘层被充分分解从而使所述空气呼吸 装置适用于所述穿着者为止。
20. 根据权利要求18所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电池 具有电压，而其中所述校正电路会防止所述电压降到预定值以下。
21. 根据权利要求20所述的电动空气净化呼吸器，其中通过限制 从所述电池获取的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
22. 根据权利要求21所述的电动空气净化呼吸器，其中，如果所 述电池的所述钝化减弱，那么随后所述校正电路允许所述电池释放更大 的电流。
23. 根据权利要求21所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述电 压至少维持在所述预定电压时，当从所述电池获取标准电流消耗时提供 所述指示。
24. 根据权利要求23所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述电 压至少维持在所述预定电压的情况下，在从所述电池获取标准电流时提 供所述指示。
25. —种操作电动空气净化呼吸器的方法，所述方法能将加压气流 送至穿着者，所述呼吸器包括具有用于所述加压气流的空气流动通道 的部件、布置在所述加压气流中的过滤器、非固定地与所述空气流动通 道结合的风扇和可向所述风扇供电的电池，所述风扇用于产生所述加压 气流，所述电池在一些环境下表现出钝化，所述方法包括以下步骤感应所述电池的所述钝化；以及 向使用者提供所述电池的所述钝化的程度的指示。
26. 根据权利要求25所述的方法，还包括克服所述电池的所述钝 化的步骤。
27. 根据权利要求25所述的方法，还包括指示所述钝化的校正的步骤。
28. 根据权利要求26所述的方法，其中所述感应步骤通过感应所 述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压延迟。
29. 根据权利要求26所述的方法，其中所述克服步骤根据所述指 示校正所述电池的所述钝化。
30. 根据权利要求26所述的方法，其中所述克服步骤会限制从所 述电池获取的电流。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中从所述电池获取的所述电 流会受到限制，直到由所述电池的所述钝化而产生的绝缘层充分分解从 而使所述空气呼吸装置适用于所述穿着者为止。
32. 根据权利要求30所述的方法，其中所述电池具有电压，而其 中所述克服步骤会防止所述电压降到预定值以下。
33. 根据权利要求32所述的方法，其中通过限制从所述电池获取 的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
34. 根据权利要求33所述的方法，其中如果所述电池的所述钝化 得到校正，那么所述克服步骤随后会提升从所述电池获取的电流。
35. 根据权利要求25所述的方法，其中，在所述电压至少维持在 所述预定电压的情况下，根据从所述电池获得标准电流来提供所述指 示。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中，在所述电压至少维持在 所述预定电压的情况下，在从所述电池获得标准电流时提供所述指示。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中，在所述空气呼吸装置达 到所述加压气流的最小流速的情况下，在从所述电池获取所述电流时提 供所述指示。
38. —种操作电动空气净化呼吸器的方法，所述方法能将加压气流 送至穿着者，所述呼吸器包括具有用于所述加压气流的空气流动通道 的部件、布置在所述加压气流中的过滤器、非固定地与所述空气流动通 道结合的风扇和可向所述风扇供电的电池，所述风扇用于产生所述加压气流，所述电池在一些环境下表现出钝化，所述方法包括以下步骤感应所述电池的所述钝化；以及 克服所述电池的所述钝化。
39. 根据权利要求38所述的方法，其中所述感应步骤通过感应所 述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压延迟。
40. 根据权利要求38所述的方法，其中所述克服步骤根据所述指 示校正所述电池的所述钝化。
41. 根据权利要求38所述的方法，其中所述克服步骤限制从所述 电池获取的电流。
42. 根据权利要求41所述的方法，其中从所述电池获取的电流会 受到限制，直到由所述电池的所述钝化而产生的绝缘层充分分解从而使 所述空气呼吸器装置适用于所述穿着者为止。
43. 根据权利要求41所述的方法，其中所述电池具有电压，所述 克服步骤会防止所述电压降到预定值以下。
44. 根据权利要求43所述的方法，其中通过限制从所述电池获取 的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
45. 根据权利要求44所述的方法，其中如果所述电池的所述钝化 得到校正，那么所述克服步骤随后会提升所述电池的电流。
46. 根据权利要求38所述的方法，其中，在所述电压至少维持在 预定电压的情况下，根据从所述电池获得的标准电流来提供所述指示。
全文摘要
电动空气净化呼吸器及将加压气流送至穿着者的方法。通道会在一些环境中表现出钝化的电池可对与空气流动通道非固定地结合的风扇进行供电。可连接到所述电池的电压延迟感应电路提供与钝化相关的指示。信号可向使用者提供电源的钝化的指示。校正电路可校正该钝化。
文档编号A62B7/10GK101277741SQ200680036914
公开日2008年10月1日 申请日期2006年10月2日 优先权日2005年10月6日
发明者T·米克·塞耶斯, 德斯蒙德·T·柯伦 申请人:3M创新有限公司
技术领域：
本发明涉及电动空气净化呼吸器以及解决与电压延迟和/或电池钝 化相关的问题的方法。
背景技术：
电池供电空气净化呼吸器(PAPR)的使用已是一项成熟的技术。 PAPR通常包括送至穿着者的加压气流、过滤器和电源(通常是电 池)，电源为加压空气的生成来源(如鼓风机或风扇)供电。PAPR可以采用不同类型的电源，通常是电池。示例包括单次使用 的一次性电池、可充电电池和本安型电池。本安型电池被设计成用于限 制这些装置所释放的存储电能的量，该电量在某些环境(如爆炸性环 境)下可能具有危害性。一些PAPR可采用两类电池，例如不可充电电池(即一次电池)和 可充电电池(即二次电池)。可在爆炸性和非爆炸性环境下使用这类 PAPR，具体情况取决于是否要求本安。锂电池可以用作PAPR的电源。 一次锂电池的优点在于其本身的储 存寿命长。 一次锂电池的储存寿命长是因为蓄电池组电池的一种特性， 即钝化。"钝化"是用来描述蓄电池组电池中电阻层逐渐积聚的术语。 电阻层可防止电池进行内部放电，以延长其储存寿命。储存时间的作用 可能会对通过限制初始可用电能以克服该层电阻效果的能力造成严重影 响，并且这种作用会在储存过程中逐渐增强。而锂电池(如作为一次电池使用时)的缺点是，在很长一段时间没 有使用该电池之后，刚开始使用它时，通过初始可用电压的下降会发现 其表现出电池钝化，通常称为电压延迟。可用电压的下降是由于发生的 钝化过程造成的。使用一次锂电池时，电阻层逐渐被去钝化(即"击穿")，然后电 池可正常工作(即，电池生成所期望的电压)。但是，在电阻层被"击 穿"或去钝化前，电池可能会产生比其它时候更低的电压。电池钝化对初始可用电能造成的影响也被称为电压延迟。也就是说，在对PAPR施加所需负荷时，可以从电池获取的初始电压会降低，或许是大大降低。只有在一段时间后(在此期间去钝化过程己完成)， 所期望的初始电池电压才能在钝化层移除后恢复。这种更低的初始电压可能会对由锂电池供电的PAPR的性能造成不 利影响，例如，可净化的气体量较少，或许甚至还会对PAPR的电子控 制电路带来不利影响。这种更低的电压有可能限制或完全阻止呼吸器的 运行。如果PAPR使用的是本安型电源，那么为了在上述危险(如爆炸 性)环境下保护操作，本安型电源会限制电源提供的电流消耗 (current draw)，而这有可能延长去钝化的时间，那么这个问题会更 加严重。发明内容采用锂电池或其它表现出相似钝化情况的电源的PAPR使用者可能 不会意识到电源提供的电压量受到限制，因此不会注意到PAPR的性能 受限。这些使用者可能会在需要PAPR全面运行的操作环境中使用装有 表现出钝化的电源的PAPR。如果之后PAPR不能表现出全面的工作特 性，就会引起不好的后果。因此，在一个实施例中，重要的是，PAPR的使用者可确定空气呼 吸器无论是否使用表现出钝化的电源都将按设想情况来工作，并且/或 者使用者被告知和/或被提醒钝化情况和/或钝化的消除或校正，这样使 用者就可以采取必要的步骤来处理PAPR的性能，例如，除非钝化程度 减轻，否则不在紧急环境中使用PAPR，和/或在钝化程度减轻前，不在 紧急环境中使用PAPR。在一个实施例中，本发明提供能够使加压气流通过过滤器送至穿着者的PAPR。在某些情况下会表现出钝化的电池可向与空气流动通道非 固定地结合的风扇供电。可配置校正电路来校正电池钝化。在另一个实施例中，本发明提供了能将加压气流送至穿着者的 PAPR操作方法，该PAPR包括带加压气流空气流动通道的部件、过滤 器、与空气流动通道非固定地连接着的风扇(其产生加压气流)以及可 向风扇供电的电池(在某些情况下会表现出钝化)。电池钝化可被感应 至'J。电池钝化的指示被提供给使用者。在另一个实施例中，本发明提供了能将加压气流送至穿着者的 PAPR操作方法，该穿着者拥有带加压气流空气流动通道的部件、过滤 器、与空气流动通道非固定地连接着的风扇(产生加压气流)以及可向 风扇供电的电池(在某些情况下，表现出钝化)。可感应到电池钝化。 根据所述指示来校正电池钝化。
图1是根据本发明实施例构建的PAPR的外部视图；图2是根据本发明替换实施例构建的PAPR的外部视图；图3是锂一次电池中钝化/去钝化动态的示意图； 图4是由锂一次电池钝化产生的典型电压延迟曲线的示图； 图5是根据本发明的实施例构建的空气呼吸器的框图；以及 图6是与本发明各种实施例的元素相结合的流程图。
具体实施方式
在本具体实施方式
中所采用的以下术语含义为"校正电路"是在本说明书所述的处理中用于克服电池钝化的影响 的任何电路、软件程序或功能；"风扇"是用于提供加压气流的机械装置，通常是用以产生压力或 者用以向流体添加压力和/或气流的电力驱动机械装置；"加压气流"是可提供给PAPR使用者的气体，通常由风扇、电动 机或其它适合的推进器提供动力；"与钝化相关的指示"是指示了对电池的钝化或钝化程度进行感应 或检测的任何指示，例如(不限于)通过包括各种电压、波形、电流和 /或计时在内的模拟或数字电信号来指示；"带空气流动通道的部件"是用于将气体传送给PAPR使用者的任 何机械装置，例如，但不限于，输送管、软管、罩、连体衣；"克服钝化"是指采取一个或多个步骤或执行一项功能来改善电池 钝化产生的影响，例如，但不限于，通过限制电流消耗以维持电池电 压；"PAPR"指个人空气净化呼吸器；"向使用者提供指示"指本说以下明书中描述的任何以视觉、听觉 或其它方式对使用者进行提醒的方式；以及"使用者"指PAPR相关信号所提醒的人，可以是穿着者，但并不 限于是穿着者；以及"穿着者"指个人或多个人中的一个，PAPR向其提供加压气流。 图1示出了根据本发明的实施例构建的PAPR 10的外部视图。 PAPR 10利用束带14围绕附着在穿着者12的腰部。PAPR 10通常包 括带一个或多个过滤器16的壳体15。壳体15包括用于产生加压气 流的风扇或鼓风机。电能的供应源(通常是电池)向风扇或鼓风机供 电，它可能位于壳体15中或其它位置，例如，通过单独的包(例如背 包)附着于穿着者12或与穿着者相分离。气体输送管18有助于从 PAPR 10的壳体15传送加压气流以供穿着者12使用，这一过程通常 由管头或喷嘴或头盔(未示出)来完成。PAPR 10基本上是设备齐全 的，并利用过滤器16、风扇或鼓风机以及气体导管18向穿着者12 提供已过滤的空气。PAPR 10可存放在如果需要使用时使用者可随时取到的地方。如果 使用者进入需要或要求有加压过滤气体的环境，他就可以从储存库中选 择PAPR 10，将其戴上并在所需的环境下使用。通常可能用到PAPR的 环境包括研磨、焊接、油漆喷涂、铸造、农业和应急。图2示出了 PAPR 10替换实施例。带气体导管18的PAPR10，而不是气体导管18 (如图1)，被安放在连体衣20内。PAPR 10 包括过滤器16以及用于产生加压气流的风扇或鼓风机和为该风扇或鼓 风机供电的电源。同样，PAPR 10可存放在如果需要使用时使用者可随时取到的地方。如果使用者进入需要或要求有加压过滤气体的环境，那么他可以从 储存库中选择PAPR 10 (包括紧身衣20)，穿上包含PAPR 10的紧身 衣20并在所需环境下使用PAPR 10。PAPR 10可能会存储相当长的一段时间来等待穿着者12的使 用。尽管PAPR 10被存储起来，但它可能需要让使用者在发出使用通 知后较短的时间内就可对其进行操作。也就是说，使用者可能不会提前 告知使用PAPR 10的要求或意愿。因此，希望的是，PAPR 10不仅可以长时间存储，而且一旦需要和 /或要求使用PAPR 10时，穿着者可在相对较短的时间内对其进行可靠 的使用。用于PAPR 10的一种电能源是锂电池。锂电池的储存寿命长，例 如10年，这使得它们可以被存储相当长的时间，并且一旦使用，仍能 维持其可用性。一次锂电池通常会受到被称为"钝化"的化学反应的影响。当锂金 属阳极和阴极之间发生反应时，锂金属表面就会发生电池钝化。钝化层 用于保护电池，避免其在储存期间发生内部放电。电池电极之间的高电 阻钝化层的存在是锂电池储存寿命长的主要原因。图3示出了典型的一次性锂电池中这种电阻层的钝化与去钝化所 涉及的动态。 一般来讲，图3中示出的图代表的是分散在电解质中的 阳极支撑件22和阴极支撑件24。图中的部分26代表电池的开路状 态，其示出了在钝化反应发生之前包含电解质的阴极的瞬间增加。这种 状况可表征新电池的形成。图中的部分28示出了电池未使用期间，在 阳极22上钝化层的相对快速的形成。图中的部分30示出了在相当长 的时间不使用的情况下蓄电池组电池的阳极22上钝化(电阻)层的稳 定形成。图中的部分32示出了当对电池提供小量负荷时钝化层发生的轻微扰动。如果提供较大负荷，则可以达到更大的去钝化速率(由图中的部分34、 36和38分步示出)。图4示出的是，针于由于钝化而具有电压延迟特性的锂电池，钝 化对从该电池获取的电压所产生的影响。在一开始使用锂电池时，锂电 池所产生的电压会因为钝化(电阻层的存在)而显著下降。该图示出了 锂电池提供的电压发生下降。随着电池去钝化的发生， 一次锂电池的电 压会逐渐恢复到初始可用的电势。电压延迟会导致出现有害的装置操作，这是因为无法从锂电池获得 可用电压。对于PAPR 10，缺少可用电压可能会损害PAPR中风扇或鼓 风机的功能，从而无法向穿着者提供足够的加压气流。此外，例如如果 PAPR 10中所包括的或其所提供的控制电路或锂电池的控制电路确实获 得了正常工作所需的足够电压，则来自锂电池所的可用电压的缺少可能 影响PAPR 10的整个运作。有几种不同的因素可能会加剧电池钝化，并因此影响电压延迟特性 的长度和深度。对已钝化的蓄电池组电池，施加高电流负荷可能会引起 电压延迟特性加剧。相反，如果电流负荷很小，则可能不会发现电压延 迟特性。不同的化学表示也可能会影响钝化的长度和/或深度。 一般来 讲，蓄电池组电池储存的时间越长，其阳极上形成的钝化层就越均匀和 浓缩。较高的储存温度通常会加剧锂电池钝化的程度。较高的储存温度会 有效縮短达到一定钝化程度所需的时间。基本上，在相对较高的温度下 储存时间相对较短的蓄电池组电池可能会达到与在相对较低温度下储存 时间相对较长的蓄电池组电池相似的钝化程度。在对经历过钝化的蓄电池组电池提供负荷后，钝化层的高电阻会导 致蓄电池组电池的电压减小或稍微下降。正在使用的蓄电池组电池的放 电反应会慢慢地移除钝化层，从而降低蓄电池组电池的内阻。这继而导 致蓄电池组电池的电压达到峰值，如果其它放电条件不发生明显改变， 则该值在较短时间内会保持相对稳定。然而，如果蓄电池组电池的电流 负荷在电压稳定后上升，则电压可能会再次下降，直到钝化层被充分移除或分解为止。一旦来自蓄电池组电池的负荷被移除(例如，不再使用该电池)， 那么在对蓄电池组电池接着提供负荷时，则可能重新形成钝化层，并且 电压延迟可能会再次成为影响因素。为了控制显示出电压延迟特性的电源的钝化(例如，如上所述的具 有锂蓄电池组电池的电池的情况)，在本发明的一个实施例中，可能需 要限制电池在最初使用阶段的电流消耗量。这样，电池的电压下降程度会减到最小，并且电池所提供的电压可以维持在使PAPR 10仍可运行 的水平上。由于对电流消耗的限制而无法一开始就利用PAPR 10的的全 部容量，但这可以将钝化的影响降到最低，并且有可能縮短对电池进行 去钝化所需的时间。相比于其它情况，这将能更快地达到对PAPR 10 的全部容量的利用。在一个实施例中，可能需要且重要的是要告知PAPR 10的使用 者，在发生了钝化的情况下或者在去钝化期间，无法利用PAPR 10的全 部容量。利用信号来告知使用者(他可能也就是PAPR 10的穿着 者)，可指示出给PAPR 10供电的电源发生的钝化可能会阻止其完全 发挥作用，例如全部容量。可替换地，PAPR 10可在其已经充分地去钝 化从而可在适当环境中使用后用信号通知使用者。图5是包含本发明实施例的PAPR 10的框图。PAPR 10包括用 于在空气导管18 (图5中未示出)中提供加压气流的风扇或鼓风机 40。风扇40由提供电能源的电池42供电。电池42在某些操作条件 下可能会显示出电压延迟特性，且可能是表现出钝化的锂电池。电子控制处理器44可有效地连接到电池42上。电子控制处理器 44的传感器部分可检测到电池42的电压延迟特性(通常是钝化)。 在一个实施例中，电子控制处理器44的传感器部分可通过监控电池 42所提供的电压来检测电压。在PAPR 10启动从而开始使用电池42 时，电子控制处理器44的传感器部分会监控电池42所提供的电压。 如果电池42提供的电压降至或低于阈值电平，则电子控制处理器44 的传感器部分能够将处理器44的电能维持在阈值水平(图6中的"Vbat"最小值)。电子控制处理器44可启动信号46以提醒使用者(例如穿着者 12)，在电池42的去钝化过程中PAPR 10可能无法完全发挥功能。信 号46可能是可提醒使用者的任何类型的信号装置。信号装置的例子包 括，但不限于，视觉信号、听觉信号或任何其它类型的信号。视觉信号 可以是，例如， 一束或多束光线或文字显示内容。听觉信号可以是，例 如， 一种或多种铃声、 一种或多种钟声、 一种或多种音调、 一种或多种 蜂鸣声或听觉信号的任意组合。还可以利用信号的组合，例如，使用视 觉和听觉信号的组合。此外，可创建信号46以提供诸如电子信号或计算机信号之类的任 何种类的数字或模拟的中间信号，可以将这些信号传输或发送至其它装 置(例如，可能是位于远程站点的计算机)，然后，该装置可通过上述 或其它任何信号技术来提醒使用者。可采用信号46来提醒使用者有关电池42中电压延迟特性的存在 情况。同样，该信号可能指示了使用者在特定环境下不应穿着或使用 PAPR 10，除非或直到信号减弱或被清除。可替换地，可采用信号42 来提醒使用者去钝化过程己进行到将电池42的钝化部分分解的阶段， 这样就可在所选择的环境或所有环境中操作空气呼吸器。同样，该信号 可用于指示使用者PAPR 10已可使用，并且如果未得到该信号则可能 表示不应在所选环境中使用该呼吸器。信号46可用二进制来表示。也就是说，信号46可以仅指示电压 延迟特性的存在与否。还可想到的是，信号46可以代表钝化程度或表 示到达该程度则电压延迟特性存在。这种信号可能代表数值或电平，例 如通过光线的亮度、光线数量、听觉信号的电平、和/或音调的数量或 类型。表征电压延迟特性电平的信号46可由使用者或穿着者用以确定 在何种电平使用PAPR 10或者该运行电平下哪种环境适合使用该空气 呼吸器。此外，信号46可表征PAPR 10实现去钝化和/或达到性能里 程标(例如，当PAPR 10适用于预定用途时)之前剩余的时间量或估 计剩余时间量，或是表征与这种剩余时间相关的时间周期。应当认识并了解到，可由信号46得到或者想到许多其它类型的信号在一个实施例中，PAPR 10还可包括校正电路。这种包含的校正电 路可作为电子控制处理器44的一部分。校正电路可根据电子控制处理 器44的传感器部分来工作，或独立于电子控制处理器44的传感器部 分，从而比没有这种校正电路的情况更有效地克服钝化的影响(即克服 电池42的电压延迟效应)。在一个实施例中，校正电路会在最初使用 和/或去钝化过程中限制从电池42释放的电流以减轻电池42的去钝 化程度。如上所述，锂电池去钝化的影响可减轻，即，如果限制了来自 电池42的电流消耗，则可能降低或减小钝化的电压下降效应。在一个实施例中，这种校正电路可通过采用有源或无源限流器来运 行。校正电路的一个例子是多个电阻元件，这些元件可以接入或者离开 电池42的供电，从而有效限制从电池42获得的电流。电子控制处理器44的校正电路部分可与电子控制处理器44的传 感器部分结合或根据传感器部分来工作。例如，如果电子控制处理器 44的传感器部分检测到电压延迟特性，则校正电路就可被启动以限制 从电池42获得的电流。 一旦电子控制处理器44的传感器部分指示了 电压延迟状况不再存在，则可关闭电子控制处理器44的校正电路部 分。不同程度的电压延迟特性不同程度可调用不同程度的校正电路，例 如，通过对电流量的不同限制。在另一个实施例中，电子控制处理器44的校正电路部分可独立于 电子控制处理器44的传感器部分使用。对于某些类型的电池42，不 管何时开始使用电池42 (例如，开启PAPR 10时)都可采用电子控 制处理器44的校正电路部分在预定时间周期内限制从电池42获得的 电流，或在一段或几段时间周期内将其限制在不同量或程度上。采用这 种方式，在空气呼吸器启动时，PAPR 10可通过自动校正电压延迟特性 来确保正常工作。图6示出了包含本发明实施例各个方面的流程图。将电池42插 入(110)到PAPR 10中。使用者立即会被告知(112)尚无法使用PAPR 10。然后，电子控制处理器44会检测(113)电池42的电压， 该电池在启动时可能会高于电池42的预定最低电压电平。然后，电子 控制处理器44会检査(114)从风扇40获取的电流，该电流在启动 时应小于目标电流。电子控制处理器44会增加(115)对风扇40的电 流脉冲宽度调制。然后，电子控制处理器44再次检查(116)风扇40 获取的电流，并判断是显示(117)可安全使用的标记还是应重新执行 电池电压检测(113)。随着提供给风扇40的电流再次增大(115)，电 池电压可能会因为钝化而下降到预定最小电池电压(113)以下。风扇 40所获取的电流的脉冲宽度调制减小(119)。如果需要，流程会在电 压的检查(113)和脉冲宽度调制的增加(119)之间循环，直到电池 42的电压高于最小电池电压。流程会通过循环(113、 114、 115、 116 和113)或(113、 119和113)继续增加电池42所获取的电流的脉 冲宽度调制，这是由电子控制处理器44中的感应和控制电子器件决定 的。当风扇40获取的电流不再低于风扇目标电流时(114)，就会启动 一个内部标记(118)，并可告知使用者去钝化己充分进行以使得PAPR 10可使用，并结束钝化检测和去钝化控制过程(120)。当然，应当认 识并理解的是，之后可能会执行与钝化或去钝化无关的PAPR 10操作 的其它处理控制。在一个实施例中，对电压延迟特性的校正可能是消除或明显消除电 压延迟特性，即，将电池42合理地恢复到尽可能接近未发生钝化的状 态。在一个实施例中，对电压延迟特性的校正可能是消除某种程度的钝 化或分解某种程度的电阻层。例如，可在消除了电池42的特定百分比 的钝化后，例如，百分之九十(90%)的钝化(之前存在的或可能达成 的)，告知使用者。在一个实施例中，可在空气呼吸器工作正常(即， 在正常的工作规范范围内)时告知使用者。在一个实施例中，可在 PAPR 10达到预定或特定的最小气流水平时告知使用者。应认识并理解 的是，在所有涉及发出告知的实例中，都预期在钝化完成或停止时或在 这两种情况下进行告知。还应认识并理解的是，在去钝化仍然在进行时可利用信号46来告知使用者。在一些情况下，有可能在只克服了钝化的部分影响时告知使用者这时操作PAPR 10是安全的或被允许的。例如，可能在实现预定 百分比的去钝化后，如百分之九十(90%)，再通知使用者。即使尚未实 现完全去钝化，这种程度的去钝化也可能使PAPR 10的操作达到令人 满意的程度或可在特定用途或特定环境下工作。在这种情况下，即使已 将有关PAPR 10的钝化或工作情况告知了使用者，仍能继续客服去钝 化。在告知使用者或向使用者发出信号的其它情况下，可告知使用者可 被告知钝化的存在情况(即，PAPR 10可能不具有完全的环境可操作 性)，或者告知去钝化已完全或部分完成(即，PAPR 10部分或完全具有环境可操作性)。在本具体实施方式
中，已结合锂电池钝化描述了电压延迟特性。应当认识并理解的是，即使可能不会发生钝化或者该电源与锂无关，本发 明还是同样适用于表现出电压延迟特性的其它类型的电源。因此，将本发明的实施例公开。本领域的技术人员可以理解的是， 除了本发明所公开的实施例之外，还可以采用其它实施例来实施本发 明。本发明所公开的实施例是为了举例说明，但本发明并不限于此，并 且本发明仅受权利要求的限制。
权利要求
1.一种能够将加压气流送至穿着者的电动空气净化呼吸器，所述呼吸器包括具有用于所述加压气流的空气流动通道的部件；风扇，其与所述空气流动通道非固定地结合着，所述风扇用于产生所述加压气流；过滤器，其被布置在所述空气流动通道中；电池，可给所述风扇供电，并且在一些环境中会表现出钝化；电压延迟感应电路，可操作地连接至所述电池，提供与所述钝化相关的指示；以及可操作地连接到所述电压延迟感应电路的信号，所述信号向使用者提供所述电源的钝化的指示。
2. 根据权利要求1所述的电动空气净化呼吸器，其还包括可连接 到所述电压延迟感应电路和所述电源的校正电路，所述校正电路用于根 据所述指示克服所述电池的所述钝化。
3. 根据权利要求2所述的电动空气净化呼吸器，其中所述指示至 少部分地与所述电池的钝化的所述识别有关。
4. 根据权利要求2所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电压延 迟感应电路通过感应所述电池的电压降来检测由所述钝化所引起的电压 延迟。
5. 根据权利要求2所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正电 路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化。
6. 根据权利要求5所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正电路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化，直到由 所述电池的所述钝化产生的绝缘层被充分分解从而使得所述空气呼吸装 置能够适用于所述穿着者为止。
7. 根据权利要求5所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电池具有电压，并且其中所述校正电路会防止所述电压降到预定值以下。
8. 根据权利要求7所述的电动空气净化呼吸器，其中通过限制来 自所述电池的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
9. 根据权利要求8所述的电动空气净化呼吸器，其中，如果所述 电池的所述钝化减弱，则随后所述校正电路允许所述电池释放更大的电 流。
10. 根据权利要求8所述的电动空气净化呼吸器，其中，在所述 电压至少维持在所述预定电压的情况下，根据从所述电池获取的标准电 流来提供所述指示。
11. 根据权利要求10所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述电 压至少维持在所述预定电压的情况下，当从所述电池获取标准电流时提 供所述指示。
12. 根据权利要求10所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述空 气呼吸装置达到所述加压气流的最小流量的情况下，在从所述电池获取 所述电流消耗时提供所述指示。
13. 根据权利要求1所述的电动空气净化呼吸器，其中所述指示 至少部分地与所述电池的钝化的所述识别相关。
14. 根据权利要求13所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电压延迟感应电路通过感应所述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压 延迟。
15. —种能够将加压气流送至穿着者的电动空气净化呼吸器，包括具有用于所述加压气流的空气流动通道的部件；风扇，其与所述空气流动通道非固定地结合着，所述风扇用于产生所述的加压气流；布置在所述空气流动通道中的过滤器；电池，可给所述风扇供电，并且在一些环境中会表现出钝化；以及 可连接到所述电源的校正电路，其用于根据所述指示克服所述电池 的所述钝化。
16. 根据权利要求15所述的电动空气净化呼吸器，其还包括可提供与所述钝化有关的指示的电压延迟感应电路，所述校正电路可连接至 所述电池，并且其中所述校正可根据钝化的所述指示克服所述钝化。
17. 根据权利要求16所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电压 延迟感应电路通过感应所述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压 延迟。
18. 根据权利要求15所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正 电路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化。
19. 根据权利要求18所述的电动空气净化呼吸器，其中所述校正 电路通过限制从所述电池获取的电流来校正所述电池的所述钝化，直到 由所述电池的所述钝化而产生的绝缘层被充分分解从而使所述空气呼吸 装置适用于所述穿着者为止。
20. 根据权利要求18所述的电动空气净化呼吸器，其中所述电池 具有电压，而其中所述校正电路会防止所述电压降到预定值以下。
21. 根据权利要求20所述的电动空气净化呼吸器，其中通过限制 从所述电池获取的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
22. 根据权利要求21所述的电动空气净化呼吸器，其中，如果所 述电池的所述钝化减弱，那么随后所述校正电路允许所述电池释放更大 的电流。
23. 根据权利要求21所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述电 压至少维持在所述预定电压时，当从所述电池获取标准电流消耗时提供 所述指示。
24. 根据权利要求23所述的电动空气净化呼吸器，其中在所述电 压至少维持在所述预定电压的情况下，在从所述电池获取标准电流时提 供所述指示。
25. —种操作电动空气净化呼吸器的方法，所述方法能将加压气流 送至穿着者，所述呼吸器包括具有用于所述加压气流的空气流动通道 的部件、布置在所述加压气流中的过滤器、非固定地与所述空气流动通 道结合的风扇和可向所述风扇供电的电池，所述风扇用于产生所述加压 气流，所述电池在一些环境下表现出钝化，所述方法包括以下步骤感应所述电池的所述钝化；以及 向使用者提供所述电池的所述钝化的程度的指示。
26. 根据权利要求25所述的方法，还包括克服所述电池的所述钝 化的步骤。
27. 根据权利要求25所述的方法，还包括指示所述钝化的校正的步骤。
28. 根据权利要求26所述的方法，其中所述感应步骤通过感应所 述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压延迟。
29. 根据权利要求26所述的方法，其中所述克服步骤根据所述指 示校正所述电池的所述钝化。
30. 根据权利要求26所述的方法，其中所述克服步骤会限制从所 述电池获取的电流。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中从所述电池获取的所述电 流会受到限制，直到由所述电池的所述钝化而产生的绝缘层充分分解从 而使所述空气呼吸装置适用于所述穿着者为止。
32. 根据权利要求30所述的方法，其中所述电池具有电压，而其 中所述克服步骤会防止所述电压降到预定值以下。
33. 根据权利要求32所述的方法，其中通过限制从所述电池获取 的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
34. 根据权利要求33所述的方法，其中如果所述电池的所述钝化 得到校正，那么所述克服步骤随后会提升从所述电池获取的电流。
35. 根据权利要求25所述的方法，其中，在所述电压至少维持在 所述预定电压的情况下，根据从所述电池获得标准电流来提供所述指 示。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中，在所述电压至少维持在 所述预定电压的情况下，在从所述电池获得标准电流时提供所述指示。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中，在所述空气呼吸装置达 到所述加压气流的最小流速的情况下，在从所述电池获取所述电流时提 供所述指示。
38. —种操作电动空气净化呼吸器的方法，所述方法能将加压气流 送至穿着者，所述呼吸器包括具有用于所述加压气流的空气流动通道 的部件、布置在所述加压气流中的过滤器、非固定地与所述空气流动通 道结合的风扇和可向所述风扇供电的电池，所述风扇用于产生所述加压气流，所述电池在一些环境下表现出钝化，所述方法包括以下步骤感应所述电池的所述钝化；以及 克服所述电池的所述钝化。
39. 根据权利要求38所述的方法，其中所述感应步骤通过感应所 述电池的电压降来检测由所述钝化引起的电压延迟。
40. 根据权利要求38所述的方法，其中所述克服步骤根据所述指 示校正所述电池的所述钝化。
41. 根据权利要求38所述的方法，其中所述克服步骤限制从所述 电池获取的电流。
42. 根据权利要求41所述的方法，其中从所述电池获取的电流会 受到限制，直到由所述电池的所述钝化而产生的绝缘层充分分解从而使 所述空气呼吸器装置适用于所述穿着者为止。
43. 根据权利要求41所述的方法，其中所述电池具有电压，所述 克服步骤会防止所述电压降到预定值以下。
44. 根据权利要求43所述的方法，其中通过限制从所述电池获取 的电流来防止所述电压降到所述预定值以下。
45. 根据权利要求44所述的方法，其中如果所述电池的所述钝化 得到校正，那么所述克服步骤随后会提升所述电池的电流。
46. 根据权利要求38所述的方法，其中，在所述电压至少维持在 预定电压的情况下，根据从所述电池获得的标准电流来提供所述指示。
全文摘要
电动空气净化呼吸器及将加压气流送至穿着者的方法。通道会在一些环境中表现出钝化的电池可对与空气流动通道非固定地结合的风扇进行供电。可连接到所述电池的电压延迟感应电路提供与钝化相关的指示。信号可向使用者提供电源的钝化的指示。校正电路可校正该钝化。
文档编号A62B7/10GK101277741SQ200680036914
公开日2008年10月1日 申请日期2006年10月2日 优先权日2005年10月6日
发明者T·米克·塞耶斯, 德斯蒙德·T·柯伦 申请人:3M创新有限公司
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