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Abstract

一種具氣體監測之行動裝置，包含：一本體；至少一氣體監測模組，設置於該本體內，並包含一氣體致動器、一氣體傳感器，透過該氣體致動器控制氣體導入由該氣體傳感器進行監測以產生監測資料；至少一微粒監測模組，設置於該本體內，並包含一微粒致動器及一微粒傳感器，透過該微粒致動器控制氣體導入由該微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度；以及至少一淨化氣體模組，設置連通於於該本體內，並包含一淨化致動器及一淨化單元，透過該淨化致動器控制氣體導入由該淨化單元淨化氣體，排出該本體外。

Description

具氣體監測之行動裝置

本案關於一種具氣體監測之行動裝置，尤指一種組配於薄型可攜式行動裝置上應用進行氣體監測的裝置。

現代人對於生活周遭的氣體品質的要求愈來愈重視，例如一氧化碳、二氧化碳、揮發性有機物(Volatile Organic Compound，VOC)、PM2.5、一氧化氮、一氧化硫等等氣體，甚至於氣體中含有的微粒，都會在環境中暴露影響人體健康，嚴重的甚至危害到生命。因此環境氣體品質好壞紛紛引起各國重視，目前急需要如何監測去避免遠離，是當前重視的課題。

如何確認氣體品質的好壞，利用一種氣體感測器來監測周圍環境氣體是可行的，若又能即時提供監測資訊，警示處在環境中的人，能夠即時預防或逃離，避免遭受環境中的氣體暴露造成人體健康影響及傷害，利用氣體感測器來監測周圍環境可說是非常好的應用。

不過，即使馬上可以得知空氣品質狀態，但如果無法即刻改善，也會立即對人體健康發生影響，因此將氣體檢測模組及淨化空氣設備嵌設於可攜式裝置是十分受到重視，特別是目前的可攜式裝置的發展趨勢為輕、薄又必須兼具高性能的情況下，如何將氣體檢測模組薄型化且組設於可攜式的行動裝置內的應用，供以利用，是本案所研發的重要課題。

本案之主要目的係提供一種具氣體監測之行動裝置，將氣體監測模組、微粒監測模組及淨化氣體模組組配於薄型可攜式行動裝置上，利用氣體監測模組、微粒監測模組進行氣體監測，達到氣體監測裝置可隨時、隨地偵測的目的，又能具備快速準確的監測效果，此外，微粒監測模組來監測周圍環境之空氣中含有微粒濃度之監測資訊，並能以本案之行動裝置提供監測資訊傳送到外部裝置，可即時得到資訊，以作警示告知處在環境中的人能夠即時預防或逃離，而且本裝置之淨化氣體模組提供淨化氣體排出使用，降低環境中的氣體暴露造成人體健康影響及傷害，而且本裝置之淨化氣體模組提供淨化氣體排出使用，降低環境中的氣體暴露造成人體健康影響及傷害。

本案之一廣義實施態樣為一種具氣體監測之行動裝置，包含：一本體，包含有至少一氣體監測進氣口、至少一氣體監測排氣口、至少一微粒監測進氣口、至少一微粒監測排氣口、至少一淨化進氣口及至少一淨化排氣口；至少一氣體監測模組，該氣體監測模組設置連通於該氣體監測進氣口、該氣體監測排氣口之間，該氣體監測模組包括一個氣體致動器、一個氣體傳感器，該氣體致動器控制氣體由該氣體監測進氣口導入該氣體監測模組內，透過該氣體傳感器進行監測以產生監測資料，且監測後氣體由該氣體監測排氣口排出該本體外；至少一微粒監測模組，該微粒監測模組設置連通於該微粒監測進氣口、該微粒監測排氣口之間，該微粒監測模組包含一微粒致動器及一微粒傳感器，該微粒致動器控制氣體由該微粒監測進氣口導入該微粒監測模組內部，以該微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，且監測後氣體由該微粒監測排氣口排出該本體外；以及至少一淨化氣體模組，該淨化氣體模組設置連通於該淨化進氣口、該淨化排氣口之間，該淨化氣體模組包含一淨化致動器及一淨化單元，該淨化致動器控制氣體由該淨化進氣口導入該淨化氣體模組內部，透過該淨化單元淨化氣體，淨化後氣體由該淨化排氣口排出該本體外。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1A圖、第1B圖及第1C圖所示，一種具氣體監測之行動裝置，包含：至少一本體10、至少一氣體監測模組1a、至少一微粒監測模組2a及至少一淨化氣體模組3a。其中本體10為行動裝置設置在外部之殼體，包含有至少一氣體監測進氣口10a、至少一氣體監測排氣口10b、至少一微粒監測進氣口10c、至少一微粒監測排氣口10d、至少一淨化進氣口10e及至少一淨化排氣口10f，其內部可以組設多個氣體監測模組1a、多個微粒監測模組2a及多個淨化氣體模組3a來監測氣體及淨化氣體使用，以下說明為避免贅述，本體10、氣體監測模組1a、微粒監測模組2a及淨化氣體模組3a之數量係使用一個作舉例說明，但不以此為限，本體10、氣體監測模組1a、微粒監測模組2a及淨化氣體模組3a亦可為多個之組合；而氣體監測模組1a組設在本體10內為連通設置氣體監測進氣口10a及氣體監測排氣口10b所組構而成，微粒監測模組2a組設在本體10內為連通設置微粒監測進氣口10c及微粒監測排氣口10d所組構而成，淨化氣體模組3a組設在本體10內為連通設置淨化進氣口10e及淨化排氣口10f所組構而成。

如第1B圖及第2圖所示，上述之氣體監測模組1a設置連通於氣體監測進氣口10a、氣體監測排氣口10b之間，且氣體監測模組1a包括至少一氣體致動器11、至少一氣體傳感器12、一第一隔腔本體13，其中第一隔腔本體13內部由一氣道隔板14區隔出一氣體進氣通道15及一氣體排氣通道16，氣體進氣通道15對應連通氣體監測進氣口10a，且氣體傳感器12設置在氣體進氣通道15中，而氣體排氣通道16對應連通氣體監測排氣口10b，且氣體致動器11設置在氣體排氣通道16中，且定位於氣道隔板14上，又氣道隔板14設有一氣道連通口141，以連通氣體進氣通道15及氣體排氣通道16，如此氣體傳感器12設置於氣體進氣通道15中，並且透過氣道隔板14而與氣體致動器11保持相互隔離，因此氣體致動器11致動運作時，因其振動會產生熱源，氣道隔板14就能抑制這些熱源去影響氣體傳感器12之偵測靈敏度，藉此氣體致動器11控制氣體由氣體監測進氣口10a導入氣體監測模組1a內，透過氣體傳感器12進行監測以產生監測資料，且監測後氣體由氣體監測排氣口10b排出本體10外，以下說明為避免贅述，氣體致動器11及氣體傳感器12之數量係使用一個作舉例說明，但不以此為限，氣體致動器11及氣體傳感器12亦可為多個之組合。

本案之氣體傳感器12可為一氧氣傳感器、一一氧化碳傳感器、一二氧化碳傳感器、一溫度傳感器、一臭氧傳感器及一揮發性有機物傳感器之至少其中之一或其組合；或，上述之氣體傳感器12可為細菌傳感器、病毒傳感器或微生物傳感器之至少其中之一或其組合，均不以此為限。

再請參閱第4A圖、第4B圖及第4C圖所示，本案氣體致動器11為一氣體泵浦4，包含有依序堆疊的一進氣板41、一共振片42、一壓電致動器43、一絕緣片44、一導電片45。進氣板41具有至少一進氣孔41a、至少一匯流排孔41b及一匯流腔室41c，上述之進氣孔41a與匯流排孔41b其數量相同，於本實施例中，進氣孔41a與匯流排孔41b以數量4個作舉例說明，並不以此為限；4個進氣孔41a分別貫通4個匯流排孔41b，且4個匯流排孔41b匯流到匯流腔室41c。

上述之共振片42，可透過貼合方式組接於進氣板41上，且共振片42上具有一中空孔42a、一可動部42b及一固定部42c，中空孔42a位於共振片42的中心處，並與進氣板41的匯流腔室41c對應，而設置於中空孔42a的周圍且與匯流腔室41c相對的區域為可動部42b，而設置於共振片42的外周緣部分貼固於進氣板41上則為固定部42c。

上述之壓電致動器43，包含有一懸浮板43a、一外框43b、至少一連接部43c、一壓電元件43d、至少一間隙43e及一凸部43f；其中，懸浮板43a為一正方型懸浮板，具有第一表面431a及相對第一表面431a的一第二表面432a，外框43b環繞設置於懸浮板43a的周緣，且外框43b具有一組配表面431b及一下表面432b，並透過至少一連接部43c連接於懸浮板43a與外框43b之間，以提供彈性支撐懸浮板43a的支撐力，其中，至少一間隙43e為懸浮板43a、外框43b與連接部43c之間的空隙，用以供氣體通過。此外，懸浮板43a的第一表面431a具有凸部43f，凸部43f於本實施例中係將凸部43f的周緣且鄰接於連接部43c的連接處透過蝕刻製程，使其下凹，來使懸浮板43a的凸部43f高於第一表面431a來形成階梯狀結構。

又如第4C圖所示，本實施例之懸浮板43a採以沖壓成形使其向下凹陷，其下陷距離可由至少一連接部43c成形於懸浮板43a與外框43b之間所調整，使在懸浮板43a上的凸部43f的凸部表面431f與外框43b的組配表面431b兩者形成非共平面，亦即凸部43f的凸部表面431f將低於外框43b的組配表面431b，且懸浮板43a的第二表面432a低於外框43b的下表面432b，又壓電元件43d貼附於懸浮板43a的第二表面432a，與凸部43f相對設置，壓電元件43d被施加驅動電壓後由於壓電效應而產生形變，進而帶動懸浮板43a彎曲振動；利用於外框43b的組配表面431b上塗佈少量黏合劑，以熱壓方式使壓電致動器43貼合於共振片42的固定部42c，進而使得壓電致動器43得以與共振片42組配結合。此外，絕緣片44及導電片45皆為框型的薄型片體，依序堆疊於壓電致動器43下。於本實施例中，絕緣片44貼附於壓電致動器43之外框43b的下表面432b。

請繼續參閱第4C圖所示，氣體泵浦4的進氣板41、共振片42、壓電致動器43、絕緣片44及導電片45依序堆疊結合後，其中懸浮板43a與共振片42之間形成一腔室間距g，腔室間距g將會影響氣體致動器11的傳輸效果，故維持一固定的腔室間距g對於氣體泵浦4提供穩定的傳輸效率是十分重要。本案之氣體泵浦4對懸浮板43a使用沖壓方式，使其向下凹陷，讓懸浮板43a的第一表面431a與外框43b的組配表面431b兩者為非共平面，亦即懸浮板43a的第一表面431a將低於外框43b的組配表面431b，且懸浮板43a的第二表面432a低於外框43b的下表面432b，使得壓電致動器43之懸浮板43a凹陷形成一空間得與共振片42構成之腔室間距g可直接透過將上述壓電致動器43之懸浮板43a以成形凹陷來進行調整，使得共振片42與壓電致動器43之間構成一腔室空間46的結構得以改良，如此一來，所需的腔室間距g得以透過調整壓電致動器43之懸浮板43a成形凹陷距離來完成，有效地簡化了調整腔室間距g的結構設計，同時也達成簡化製程，縮短製程時間等優點。

第4D圖至第4F圖為第4C圖所示之氣體泵浦4的作動示意圖。請先參閱第4D圖，壓電致動器43的壓電元件43d被施加驅動電壓後產生形變帶動懸浮板43a向下位移，此時腔室空間46的容積提升，於腔室空間46內形成了負壓，便汲取匯流腔室41c內的空氣進入腔室空間46內，同時共振片42受到共振原理的影響被同步向下位移，連帶增加了匯流腔室41c的容積，且因匯流腔室41c內的空氣進入腔室空間46的關係，造成匯流腔室41c內同樣為負壓狀態，進而通過匯流排孔41b、進氣孔41a來吸取空氣進入匯流腔室41c內；請再參閱第4E圖，壓電元件43d帶動懸浮板43a向上位移，壓縮腔室空間46，迫使腔室空間46內的空氣通過間隙43e向下傳輸，來達到傳輸空氣的效果，同時間，共振片42同樣被懸浮板43a因共振而向上位移，同步推擠匯流腔室41c內的氣體往腔室空間46移動；最後請參閱第4F圖，當懸浮板43a被向下帶動時，共振片42也同時被帶動而向下位移，此時的共振片42將使壓縮腔室空間46內的氣體向至少一間隙43e移動，並且提升匯流腔室41c內的容積，讓氣體能夠持續地通過進氣孔41a、匯流排孔41b來匯聚於匯流腔室41c內，透過不斷地重複上述步驟，使氣體泵浦4能夠連續將氣體自進氣孔41a進入，再由至少一間隙43e向下傳輸，以不斷地汲取氣體偵測裝置外的氣體進入，提供氣體給氣體傳感器12感測，提升感測效率。

請繼續參閱第4C圖，氣體致動器11為一氣體泵浦4，氣體泵浦4也可為透過微機電製程的方式所製出的微機電系統氣體泵浦，其中，進氣板41、共振片42、壓電致動器43、絕緣片44、導電片45皆可透過面型微加工技術製成，以縮小整個泵浦的體積。

請參閱第5A圖、第5B圖至第5D圖所示，本案氣體致動器11為也可為一種鼓風箱氣體泵浦5(BLOWER PUMP)，包含有依序堆疊之噴氣孔片51、腔體框架52、致動體53、絕緣框架54及導電框架55；噴氣孔片51包含了複數個連接件51a、一懸浮片51b及一中空孔洞51c，懸浮片51b可彎曲振動，複數個連接件51a鄰接於懸浮片51b的周緣，本實施例中，複數個連接件51a其數量為4個，分別鄰接於懸浮片51b的4個角落，但不此以為限，而中空孔洞51c形成於懸浮片51b的中心位置；腔體框架52承載疊置於懸浮片51b上，致動體53承載疊置於腔體框架52上，並包含了一壓電載板53a、一調整共振板53b、一壓電板53c，其中，壓電載板53a承載疊置於腔體框架52上，調整共振板53b承載疊置於壓電載板53a上，壓電板53c承載疊置於調整共振板53b上，供施加電壓後發生形變以帶動壓電載板53a及調整共振板53b進行往復式彎曲振動；絕緣框架54則是承載疊置於致動體53之壓電載板53a上，導電框架55承載疊置於絕緣框架54上，其中，致動體53、腔體框架52及懸浮片51b之間形成一共振腔室56。

再請參閱第5B圖至第5D圖為本案之鼓風箱氣體泵浦5之作動示意圖。請先參閱第5B圖所示，鼓風箱氣體泵浦5透過複數個連接件51a定位，使鼓風箱氣體泵浦5設置於氣體排氣通道16中，噴氣孔片51與氣體排氣通道16的底面間隔設置，並於兩者之間形成氣流腔室57；請再參閱第5C圖，當施加電壓於致動體53之壓電板53c時，壓電板53c因壓電效應開始產生形變並同步帶動調整共振板53b與壓電載板53a，此時，噴氣孔片51會因亥姆霍茲共振（Helmholtz resonance）原理一起被帶動，使得致動體53向上移動，由於致動體53向上位移，使得氣流腔室57的容積增加，其內部氣壓形成負壓，於鼓風箱氣體泵浦5外的空氣將因為壓力梯度由噴氣孔片51的複數個連接件51a與側壁之間的空隙進入氣流腔室57並進行集壓；最後請參閱第5C圖，氣體不斷地進入氣流腔室57內，使氣流腔室57內的氣壓形成正壓，此時，致動體53受電壓驅動向下移動，將壓縮氣流腔室57的容積，並且推擠氣流腔室57內氣體，致使傳導氣體流通，並以氣體傳感器12進行通過氣體監測。

當然，本案之鼓風箱氣體泵浦5也可為透過微機電製程的方式所製出的微機電系統氣體泵浦，其中，噴氣孔片51、腔體框架52、致動體53、絕緣框架54及導電框架55皆可透過面型微加工技術製成，以縮小泵浦整個的體積。

本案之具氣體監測之行動裝置可避免水氣、粉塵由氣體監測進氣口10a、氣體監測排氣口10b進入氣體監測模組1a中，藉此以避免氣體監測模組1a內部所設置之氣體傳感器12因水氣而導致生鏽、受損或因粉塵堆積而導致元件損壞等功效。於如第3圖所示之實施例中，氣體監測進氣口10a、氣體監測排氣口10b別設有一防護膜10g封閉，且防護膜10g為一防水、防塵且可供氣體穿透之膜狀結構，防護膜10g之防護等級為國際防護等級認證（International Protection Marking, IEC 60529）IP64之等級，即防塵等級為6(完全防塵，粉塵無法進入)，防水等級為4(防潑濺，水從任何角度潑濺到設備上均無負面效果)，但不以此為限。防護膜10g之防護等級也可為國際防護等級認證IP68之等級，即防塵等級為6，防水等級為8(持續浸入水中無負面效果)，但亦不以此為限。

再請參閱第1C圖及第6圖所示，上述之微粒監測模組2b設置連通於微粒監測進氣口10c、微粒監測排氣口10d之間，微粒監測模組2b包含至少一微粒致動器21、至少一微粒傳感器22及一第二隔腔本體23、一承載隔板24、一微粒監測基座27及一雷射發射器28，第二隔腔本體23內部空間藉由該承載隔板24定義出一監測進氣通道25與一監測排氣通道26，監測進氣通道25對應連通微粒監測進氣口10c，而監測排氣通道26對應連通微粒監測排氣口10d，又承載隔板24具有一監測連通口241，以連通監測進氣通道25與監測排氣通道26，以及微粒監測基座27鄰設於承載隔板24，並容置於監測進氣通道25中，具有一承置槽271、一監測通道272、一光束通道273及一容置室274，微粒致動器21設置於承置槽271上，而監測通道272設置於承置槽271下方，以及容置室274設置於監測通道272一側容置定位雷射發射器28，而光束通道273為連通於容置室274及監測通道272之間，且直接垂直橫跨監測通道272，導引雷射發射器28所發射雷射光束照射至監測通道272中，以及微粒傳感器22設置於監測通道272下方，促使微粒致動器21控制氣體由微粒監測進氣口10c進入至承置槽271而導入監測通道272中，並受雷射發射器28所發射雷射光束照射，以投射氣體中光點至微粒傳感器22表面監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，監測後氣體通過該監測排氣通道26再由該微粒監測排氣口10d排出該本體外。如此，微粒監測模組2a來監測周圍環境之空氣中含有微粒濃度之監測資訊，並能以本案行動裝置上傳提供監測資訊傳送到外部裝置(未圖示)，可即時得到資訊，以作警示告知處在環境中的人能夠即時預防或逃離，以下說明為避免贅述，微粒致動器21及一微粒傳感器22之數量係使用一個作舉例說明，但不以此為限，微粒致動器21及一微粒傳感器22亦可為多個之組合。

上述之微粒監測模組2a之微粒致動器21可為一氣體泵浦4或者鼓風箱氣體泵浦5之型態結構來實施氣體傳輸，氣體泵浦4定位於微粒監測基座27的承置槽271上方來實施設置，鼓風箱氣體泵浦5透過複數個連接件51a定位於微粒監測基座27的承置槽271上方來實施設置，其結構及動作如上述氣體泵浦4、鼓風箱氣體泵浦5說明，在此就不贅述。而氣體泵浦4也可為透過微機電製程的方式所製出的微機電系統氣體泵浦，其中，進氣板41、共振片42、壓電致動器43、絕緣片44及導電片45皆可透過面型微加工技術製成，以縮小整個泵浦的體積，而鼓風箱氣體泵浦5也可為透過微機電製程的方式所製出的微機電系統氣體泵浦，其中，噴氣孔片51、腔體框架52、致動體53、絕緣框架54及導電框架55皆可透過面型微加工技術製成，以縮小泵浦的體積。

請參閱第1C圖及第7A圖至第7E圖所示，上述之淨化氣體模組3a設置連通於淨化進氣口10e及淨化排氣口10f之間，淨化氣體模組3a包含至少一淨化致動器31、至少一淨化單元32及一第三隔腔本體33，第三隔腔本體33設有一導氣通道34及一淨化通道35，導氣通道34對應連通淨化進氣口10e，而淨化通道35一端連通導氣通道34，另一端連通淨化排氣口10f，且淨化致動器31設置於淨化通道35中，以及淨化單元32置設於該淨化通道35中，透過淨化致動器31以控制氣體由淨化進氣口10e導入至導氣通道34中，再通過該淨化通道35透過淨化單元32來淨化，淨化氣體由淨化排氣口10f排出本體10外。供使用者可使用本裝置達到淨化周遭環境氣體之效益，以下說明為避免贅述，淨化致動器31及淨化單元32之數量係使用一個作舉例說明，但不以此為限，淨化致動器31及淨化單元32亦可為多個之組合。

如第7A圖所示，為淨化氣體模組3a之淨化單元32第一實施例剖面示意圖，上述之淨化單元32可為一種濾網單元，包含多個濾網32a，本實施例為兩個濾網32a分別置設淨化通道35中保持一間距，使氣體透過淨化致動器31控制導入淨化通道35中受兩濾網32a吸附氣體中所含化學煙霧、細菌、塵埃微粒及花粉，以達淨化氣體之效果，其中濾網32a可為靜電濾網、活性碳濾網或高效濾網(HEPA)。

如第7B圖所示，為淨化氣體模組3a之淨化單元32第二實施例剖面示意圖，上述淨化單元32可為一種光觸媒單元，包含一光觸媒32b及一紫外線燈32c，分別置設淨化通道35中保持一間距，使氣體透過淨化致動器31控制導入淨化通道35中，且光觸媒32b透過紫外線燈32c照射得以將光能轉換化學能對氣體分解有害氣體及消毒殺菌，以達淨化氣體之效果。當然淨化單元32為一種光觸媒單元也可配合濾網32a在淨化通道35中，以加強淨化氣體之效果，其中濾網32a可為靜電濾網、活性碳濾網或高效濾網(HEPA)。

如第7C圖所示，為淨化氣體模組3a之淨化單元32第二實施例剖面示意圖，上述之淨化單元32可為一種光等離子單元，包含一奈米光管32d，置設淨化通道35中，使氣體透過淨化致動器31控制導入淨化通道35中，透過奈米光管32d照射，得以將氣體中的氧分子及水分子分解成具高氧化性光等離子具有破壞有機分子的離子氣流，將氣體中含有揮發性甲醛、甲苯、揮發性有機氣體(VOC)等氣體分子分解成水和二氧化碳，以達淨化氣體之效果。當然淨化單元32為一種光等離子單元也可配合濾網32a在淨化通道35中，以加強淨化氣體之效果，其中濾網32a可為靜電濾網、活性碳濾網或高效濾網(HEPA)。

如第7D圖所示，為淨化氣體模組3a之淨化單元32第二實施例剖面示意圖，上述之淨化單元32可為一種負離子單元，包含至少一電極線32e、至少一集塵板32f及一升壓電源器32g，每個電極線32e、每個集塵板32f置設淨化通道35中，而升壓電源器32g設置於淨化氣體模組3a內提供每個電極線32e高壓放電，每個集塵板32f帶有負電荷，使氣體透過淨化致動器31控制導入淨化通道35中，透過每個電極線32e高壓放電，得以將氣體中所含微粒帶正電荷，將帶正電荷微粒附著在帶負電荷的每個集塵板32f上，以達淨化氣體之效果。上述之電極線32e採用富勒烯材料纖維束製成，富勒烯材料纖維束是一種應用了納米技術所製造的電觸媒材料，是一種接近超導的材料、電阻幾乎等於零，電離子通過該材料時會產生強大的共振效應，對於電離子的游離析出極為有益，而並非像傳統的離子釋放材料(普通碳纖維金屬等)需要很強的電流，所以電極線32e採用富勒烯材料纖維束製成只需比較微弱的電流即可釋放大劑量、高純度的負氧離子，並且在空間形成純凈的生態負離子浴環境，同時避免了臭氧、氮氧化物、正離子等衍生污染物產生。當然淨化單元32為一種負離子單元也可配合濾網32a在淨化通道35中，以加強淨化氣體之效果，其中濾網32a可為靜電濾網、活性碳濾網或高效濾網(HEPA)。

如第7E圖所示，為淨化氣體模組3a之淨化單元32第二實施例剖面示意圖，上述之淨化單元32可為一種電漿離子單元，包含一電場上護網32h、一吸附濾網32i、一高壓放電極32j、一電場下護網32k及一升壓電源器32g，其中電場上護網32h、吸附濾網32i、高壓放電極32j及電場下護網32k置設淨化通道35中，且吸附濾網32i、高壓放電極32j夾置設於電場上護網32h及電場下護網32k之間，而升壓電源器32g設置於淨化氣體模組3a內提供高壓放電極32j高壓放電，以產生高壓電漿柱帶有電漿離子，使氣體透過淨化致動器31控制導入淨化通道35中，透過電漿離子使得氣體中所含氧分子與水分子電離生成陽離子（H ^＋）和陰離子（ O ^2-），且離子周圍附著有水分子的物質附著在病毒和細菌的表面之後，在化學反應的作用下，會轉化成強氧化性的活性氧(羥基，OH基），從而奪走病毒和細菌表面蛋白質的氫，將其分解（氧化分解），以達淨化氣體之效果，當然淨化單元32為一種負離子單元元也可配合濾網32a在淨化通道35中，以加強淨化氣體之效果，其中濾網32a可為靜電濾網、活性碳濾網或高效濾網(HEPA)。

上述淨化氣體模組3a之淨化致動器31可為一氣體泵浦4或者鼓風箱氣體泵浦5之型態結構來實施氣體傳輸，氣體泵浦4定位於淨化通道35上方來實施設置，鼓風箱氣體泵浦5透過複數個連接件51a定位於淨化通道35上方來實施設置，其結構及動作如上述氣體泵浦4、鼓風箱氣體泵浦5說明，在此就不贅述。而氣體泵浦4也可為透過微機電製程的方式所製出的微機電系統氣體泵浦，其中，進氣板41、共振片42、壓電致動器43、絕緣片44及導電片45皆可透過面型微加工技術製成，以縮小整個泵浦的體積，而鼓風箱氣體泵浦5也可為透過微機電製程的方式所製出的微機電系統氣體泵浦，其中，噴氣孔片51、腔體框架52、致動體53、絕緣框架54及導電框架55皆可透過面型微加工技術製成，以縮小淨化致動器31的體積。

綜上所述，本案所提供一種具氣體監測之行動裝置，將氣體監測模組、微粒監測模組及淨化氣體模組組配於薄型可攜式行動裝置上，利用氣體監測模組、微粒監測模組進行氣體監測，達到氣體監測裝置可隨時、隨地偵測的目的，又能具備快速準確的監測效果，此外，微粒監測模組來監測周圍環境之空氣中含有微粒濃度之監測資訊，並能以本案之行動裝置提供監測資訊傳送到外部裝置，可即時得到資訊，以作警示告知處在環境中的人能夠即時預防或逃離，而且本裝置之淨化氣體模組提供淨化氣體排出使用，降低環境中的氣體暴露造成人體健康影響及傷害。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

10‧‧‧本體

10a‧‧‧氣體監測進氣口

10b‧‧‧氣體監測排氣口

10c‧‧‧微粒監測進氣口

10d‧‧‧微粒監測排氣口

10e‧‧‧淨化進氣口

10f‧‧‧淨化排氣口

10g‧‧‧防護膜

1a‧‧‧氣體監測模組

11‧‧‧氣體致動器

12‧‧‧氣體傳感器

13‧‧‧第一膈腔本體

14‧‧‧氣道隔板

141‧‧‧氣道連通口

15‧‧‧氣體進氣通道

16‧‧‧氣體排氣通道

2a‧‧‧微粒監測模組

21‧‧‧微粒致動器

22‧‧‧微粒傳感器

23‧‧‧第二隔腔本體

24‧‧‧承載隔板

241‧‧‧監測連通口

25‧‧‧監測進氣通道

26‧‧‧監測排氣通道

27‧‧‧微粒監測基座

271‧‧‧承置槽

272‧‧‧監測通道

273‧‧‧光束通道

274‧‧‧容置室

28‧‧‧雷射發射器

3a‧‧‧淨化氣體模組

31‧‧‧淨化致動器

32‧‧‧淨化單元

32a‧‧‧濾網

32b‧‧‧光觸媒

32c‧‧‧紫外線燈

32d‧‧‧奈米光管

32e‧‧‧電極線

32f‧‧‧集塵板

32g‧‧‧升壓電源器

32h‧‧‧電場上護網

32i‧‧‧吸附濾網

32j‧‧‧高壓放電極

32k‧‧‧電場下護網

33‧‧‧第三隔腔本體

34‧‧‧導氣通道

35‧‧‧淨化通道

4‧‧‧氣體泵浦

41‧‧‧進氣板

41a‧‧‧進氣孔

41b‧‧‧匯流排孔

41c‧‧‧匯流腔室

42‧‧‧共振片

42a‧‧‧中空孔

42b‧‧‧可動部

42c‧‧‧固定部

43‧‧‧壓電致動器

43a‧‧‧懸浮板

431a‧‧‧第一表面

432a‧‧‧第二表面

43b‧‧‧外框

431b‧‧‧組配表面

432b‧‧‧下表面

43c‧‧‧連接部

43d‧‧‧壓電元件

43e‧‧‧間隙

43f‧‧‧凸部

431f‧‧‧凸部表面

44‧‧‧絕緣片

45‧‧‧導電片

46‧‧‧腔室空間

5‧‧‧鼓風箱氣體泵浦

51‧‧‧噴氣孔片

51a‧‧‧連接件

51b‧‧‧懸浮片

51c‧‧‧中空孔洞

52‧‧‧腔體框架

53‧‧‧致動體

53a‧‧‧壓電載板

53b‧‧‧調整共振板

53c‧‧‧壓電板

54‧‧‧絕緣框架

55‧‧‧導電框架

56‧‧‧共振腔室

57‧‧‧氣流腔室

g‧‧‧腔室間距

第1A圖為本案具氣體監測之行動裝置之相關構件配置位置示意圖。 第1B圖為本案具氣體監測之行動裝置內之氣體監測模組佈置剖面示意圖。 第1C圖為本案具氣體監測之行動裝置內之微粒監測模組及淨化氣體模組之佈置剖面示意圖。 第2圖為本案氣體監測模組之實施監測作動剖面示意圖。 第3圖為本案具氣體監測之行動裝置內之氣體監測模組之應用防護膜佈置剖面示意圖。 第4A及4B圖為本案氣體泵浦之不同視角分解結構示意圖。 第4C圖為本案氣體泵浦之剖面示意圖。 第4D至4F圖為本案氣體泵浦之作動示意圖。 第5A圖為本案鼓風箱氣體泵浦之相關構件分解示意圖。 第5B至5D圖為本案鼓風箱氣體泵浦之作動示意圖。 第6圖為本案微粒監測模組之實施監測作動剖面示意圖。 第7A圖為本案淨化氣體模組之淨化單元之第一實施例剖面示意圖。 第7B圖為本案淨化氣體模組之淨化單元之第二實施例剖面示意圖。 第7C圖為本案淨化氣體模組之淨化單元之第三實施例剖面示意圖。 第7D圖為本案淨化氣體模組之淨化單元之第四實施例剖面示意圖。 第7E圖為本案淨化氣體模組之淨化單元之第五實施例剖面示意圖。

Claims (30)

1. 一種具氣體監測之行動裝置，包含： 一本體，包含至少一氣體監測進氣口、至少一氣體監測排氣口、至少一微粒監測進氣口、至少一微粒監測排氣口、至少一淨化進氣口及至少一淨化排氣口； 至少一氣體監測模組，該氣體監測模組設置連通於該氣體監測進氣口及該氣體監測排氣口之間，該氣體監測模組包含一氣體致動器及一氣體傳感器，該氣體致動器控制氣體由該氣體監測進氣口導入該氣體監測模組內，透過該氣體傳感器進行監測以產生監測資料； 至少一微粒監測模組，該微粒監測模組設置連通於該微粒監測進氣口及該微粒監測排氣口之間，該微粒監測模組包含一微粒致動器及一微粒傳感器，該微粒致動器控制氣體由該微粒監測進氣口導入該微粒監測模組內部，以該微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度；以及 至少一淨化氣體模組，該淨化氣體模組設置連通於該淨化進氣口及該淨化排氣口之間，該淨化氣體模組包含一淨化致動器及一淨化單元，該淨化致動器控制氣體由該淨化進氣口導入該淨化氣體模組內部，透過該淨化單元淨化氣體，淨化後氣體由該淨化排氣口排出該本體外。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體監測模組包含一第一隔腔本體，該第一隔腔本體內部空間藉由一氣道隔板區隔出一氣體進氣通道及一氣體排氣通道，該氣體進氣通道對應連通該氣體監測進氣口，且該氣體傳感器設置在該氣體進氣通道中，而該氣體排氣通道對應連通該氣體監測排氣口，且該氣體致動器設置在該氣體排氣通道中，且定位於該氣道隔板上，又該氣道隔板設有一氣道連通口，以連通該氣體進氣通道及該氣體排氣通道。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體傳感器包含一氧氣感測器、一一氧化碳感測器及一二氧化碳感測器之至少其中之一或其組合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體傳感器包含一揮發性有機物傳感器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體傳感器包含一細菌傳感器、一病毒傳感器及一微生物傳感器之至少其中之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該微粒監測模組包含一第二隔腔本體、一承載隔板、一微粒監測基座及一雷射發射器，該第二隔腔本體內部空間藉由該承載隔板區隔出一監測進氣通道及一監測排氣通道，該監測進氣通道對應連通該微粒監測進氣口，而該監測排氣通道對應連通該微粒監測排氣口，又該承載隔板具有一監測連通口，以連通該監測進氣通道與該監測排氣通道，以及該微粒監測基座鄰設於該承載隔板，並容置於該監測進氣通道中，該微粒監測基座包含一承置槽、一監測通道、一光束通道及一容置室，該微粒致動器設置於該承置槽上，而該監測通道設置於該承置槽下方，以及該容置室設置於該監測通道一側容置定位該雷射發射器，而該光束通道為連通於該容置室及該監測通道之間，且直接垂直橫跨該監測通道，導引該雷射發射器所發射雷射光束照射至該監測通道中，以及該微粒傳感器設置於該監測通道下方，促使該微粒致動器控制氣體由該微粒監測進氣口進入至該承置槽中而導入該監測通道中，並受該雷射發射器所發射雷射光束照射，以投射氣體中光點至該微粒傳感器表面監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度，監測後氣體通過該監測排氣通道再由該微粒監測排氣口排出該本體外。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該微粒傳感器為PM2.5傳感器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該淨化氣體模組包含一第三隔腔本體，該第三隔腔本體內部空間設有一導氣通道及一淨化通道，該導氣通道對應連通該淨化進氣口，而該淨化通道一端連通該導氣通道，另一端連通該淨化排氣口，且該淨化致動器設置於該淨化通道中，以及該淨化單元置設於該淨化通道中，透過該淨化致動器以控制氣體導入該淨化通道中，通過該淨化單元淨化氣體，淨化氣體由該淨化排氣口排出該本體外。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體致動器、該微粒致動器及該淨化致動器為一微機電系統氣體泵浦。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體致動器、該微粒致動器及該淨化致動器為一氣體泵浦，該氣體泵浦包含： 一進氣板，具有至少一進氣孔、至少一匯流排孔及一匯流腔室， 其中該進氣孔供導入氣流，該匯流排孔對應該進氣孔，且引導該進氣孔之氣流匯流至該匯流腔室； 一共振片，具有一中空孔對應該匯流腔室，且該中空孔之周圍為一可動部；以及 一壓電致動器，與該共振片相對應設置； 其中，該共振片與該壓電致動器之間具有一腔室空間，以使該壓電致動器受驅動時，使氣流由該進氣板之該進氣孔導入，經該匯流排孔匯集至該匯流腔室，再流經該共振片之該中空孔，由該壓電致動器與該共振片之該可動部產生共振傳輸氣流。
11. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體致動器、該微粒致動器及該淨化致動器為一鼓風箱氣體泵浦，該鼓風箱氣體泵浦包含： 一噴氣孔片，包含複數個連接件、一懸浮片及一中空孔洞，該懸浮片可彎曲振動，該複數個連接件鄰接於該懸浮片周緣，而該中空孔洞形成於該懸浮片之中心位置，透過該複數個連接件設置定位，並提供彈性支撐該懸浮片，並使該噴氣孔片底面間形成一氣流腔室，且該複數個連接件及該懸浮片之間形成至少一空隙； 一腔體框架，承載疊置於該懸浮片上； 一致動體，承載疊置於該腔體框架上，以接受電壓而產生往復式地彎曲振動； 一絕緣框架，承載疊置於該致動體上；以及 一導電框架，承載疊設置於該絕緣框架上； 其中，該致動體、該腔體框架及該懸浮片之間形成一共振腔室，透過驅動該致動體以帶動該噴氣孔片產生共振，使該噴氣孔片之該懸浮片產生往復式地振動位移，以造成氣體通過該空隙進入該氣流腔室再排出，實現氣體之傳輸流動。
12. 如申請專利範圍第8項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該淨化單元為一濾網單元，包含多個濾網，分別置設該淨化通道中保持一間距，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中受該多個濾網過濾淨化。
13. 如申請專利範圍第12項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該濾網為一靜電濾網、一活性碳濾網及一高效濾網(HEPA) 等至少其中之一。
14. 如申請專利範圍第8項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該淨化單元為一光觸媒單元，包含一光觸媒及一紫外線燈，分別置設該淨化通道中保持一間距，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中，且該光觸媒透過該紫外線燈照射得以分解淨化氣體。
15. 如申請專利範圍第14項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該光觸媒單元包含多個濾網，分別置設該淨化通道中保持一間距，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中受該多個濾網過濾淨化。
16. 如申請專利範圍第15項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該濾網為一靜電濾網、一活性碳濾網及一高效濾網(HEPA) 至少其中之一。
17. 如申請專利範圍第8項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該淨化單元為一光等離子單元，包含一奈米光管，置設該淨化通道中，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中，透過該奈米光管照射將氣體中含有揮發性甲醛、甲苯及揮發性有機氣體分解淨化。
18. 如申請專利範圍第17項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該光等離子單元包含多個濾網，分別置設該淨化通道中保持一間距，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中受該多個濾網過濾淨化。
19. 如申請專利範圍第18項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該濾網為一靜電濾網、一活性碳濾網及一高效濾網(HEPA) 至少其中之一。
20. 如申請專利範圍第8項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該淨化單元為一負離子單元，包含至少一電極線、至少一集塵板及一升壓電源器，該電極線及該集塵板置設該淨化通道中，而該升壓電源器設置於該淨化氣體模組內，提供該電極線高壓放電，該集塵板帶有負電荷，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中，透過該電極線高壓放電，得以將氣體中所含微粒帶正電荷，將帶正電荷微粒附著在帶負電荷的該集塵板上淨化。
21. 如申請專利範圍第20項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該負離子單元包含多個濾網，分別置設該淨化通道中保持一間距，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中受該多個濾網過濾淨化。
22. 如申請專利範圍第21項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該濾網為一靜電濾網、一活性碳濾網及一高效濾網(HEPA) 等至少其中之一。
23. 如申請專利範圍第20項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該電極線採用富勒烯材料纖維束製成。
24. 如申請專利範圍第8項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該淨化單元為一電漿離子單元，包含一電場上護網、一吸附濾網、一高壓放電極、一電場下護網及一升壓電源器，其中該電場上護網、該吸附濾網、該高壓放電極及該電場下護網置設於該淨化通道中，且該吸附濾網及該高壓放電極夾置設於該電場上護網及該電場下護網之間，而該升壓電源器設置於該淨化氣體模組內提供該高壓放電極高壓放電，以產生高壓電漿柱帶有電漿離子，使氣體透過該淨化致動器控制導入該淨化通道中，透過電漿離子分解淨化氣體。
25. 如申請專利範圍第24項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該電漿離子單元包含多個濾網，分別置設該淨化通道中保持一間距，透過該淨化致動器控制氣體導入該淨化通道中受該多個濾網過濾淨化。
26. 如申請專利範圍第25項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該濾網為一靜電濾網、一活性碳濾網及一高效濾網(HEPA) 等至少其中之一。
27. 如申請專利範圍第1項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該氣體監測進氣口及該氣體監測排氣口分別設有一防護膜，且該防護膜為一防水及一防塵且可供氣體穿透之膜狀結構。
28. 如請求項第27項所述之具致動傳感模組之具氣體監測之行動裝置，其中該防護膜之防護等級為國際防護等級認證IP64之等級。
29. 如請求項第27項所述之具氣體監測之行動裝置，其中該防護膜之防護等級為國際防護等級認證IP68之等級。
30. 一種具氣體監測之行動裝置，包含： 至少一本體，包含至少一氣體監測進氣口、至少一氣體監測排氣口、至少一微粒監測進氣口、至少一微粒監測排氣口、至少一淨化進氣口及至少一淨化排氣口； 至少一氣體監測模組，該氣體監測模組設置連通於該氣體監測進氣口及該氣體監測排氣口之間，該氣體監測模組包含至少一氣體致動器及至少一氣體傳感器，該氣體致動器控制氣體由該氣體監測進氣口導入該氣體監測模組內，透過該氣體傳感器進行監測以產生監測資料； 至少一微粒監測模組，該微粒監測模組設置連通於該微粒監測進氣口及該微粒監測排氣口之間，該微粒監測模組包含至少一微粒致動器及至少一微粒傳感器，該微粒致動器控制氣體由該微粒監測進氣口導入該微粒監測模組內部，以該微粒傳感器監測氣體中所含懸浮微粒的粒徑及濃度；以及 至少一淨化氣體模組，該淨化氣體模組設置連通於該淨化進氣口及該淨化排氣口之間，該淨化氣體模組包含至少一淨化致動器及至少一淨化單元，該淨化致動器控制氣體由該淨化進氣口導入該淨化氣體模組內部，透過該淨化單元淨化氣體，淨化後氣體由該淨化排氣口排出該本體外。