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雾霾天的新装备穿戴式电子空气净化口罩
由于雾霾天气的出现,各类口罩进入市场.传统的口罩依靠物理防护,为了达到良好的过滤效率,滤网的筛孔非常小,因而佩戴时容易造成呼吸困难.口罩滤除悬浮颗粒的效率越高,造成的呼吸阻力就越大,呼吸就越费劲,长时间佩戴容易出现缺氧、胸闷等情况.为了兼顾口罩佩戴舒适性与过滤效率两方面的需求,我们设计出一种新型的电子口罩,既能保证口罩对PM2.5细颗粒物的过滤效果,又能减低呼吸阻力,提高佩戴的透气性.
三层结构,打造新式防霾口罩
电子口罩主要由口罩主体、口罩带、呼气阀和净化装置组成.其中空气净化装置是电子口罩的主要组成部分,由三层结构组成 ：第一层为毛细管道水过滤层,利用超声波振动的能量与空化作用使得水中的气泡迅速破裂变小,增大水与污染空气的接触面积和时间,捕获吸入污染空气中的微小颗粒和溶于水的污染气体 ；第二层为碳纤负离子发生层,用于产生负离子进一步净化空气,捕获没有被水雾层完全吸附的微小颗粒,使其互相吸引变大、结合,另外还有杀灭细菌的功效 ；第三层为物理过滤层,用于过滤空气中较大的雾滴.
两大优点,提升空气净化水平
1.毛细管道水过滤层.为了增加空气与水的接触面积,我们使用了很多毛细管道把气体分流到不同的管道当中,然后再把空气导入水中,并且使用超声波振动装置使水中气泡破裂.同时,储水容器中含有丰富的雾滴,雾滴和相对较小的尘粒相接触、结合,产生容易捕集的较大颗粒,在最后一层物理滤网过滤层中很容易被捕获.通过这种方法,可以有效地将直径小于20 微米的液态或固态粒子从气流中除去,还可以有效除去雾霾主要污染源之一——二氧化硫和其他溶于水的有害气体.
2. 负离子净化技术.为了进一步增加空气净化效果,我们使用了负离子净化技术,因为负离子具有杀灭病菌的作用,而且对人体健康也有很多好处.
三项测试,完美实现预期目标
接下来我们又对该电子口罩进行了过滤效率、呼吸阻力、工作时长的测试,并和市面上常见的3 种雾霾防护口罩（3M9501V防护口罩、绿呼吸KN95 口罩和伊藤良品防雾霾口罩）进行了雾霾防护实验数据的对比.测试时,我们使用的是测量速度快、实时性好的激光散射测量法.在测试之前,我们相信自己精心设计的电子口罩绝对不会比市面上流通的口罩差.
首先,在PM2.5 平均浓度为950 微克每立方米的环境中,我们对四种口罩（电子口罩、3M9501V 防护口罩、绿呼吸KN95口罩和伊藤良品防雾霾口罩）依次进行了过滤效果的测试.过滤后,真空容器中的PM2.5 浓度分别为32、57、46、70 微克每立方米.显然,在第一项测试中电子口罩的过滤效果最好.
然后, 我们又对四种口罩进行了吸气和呼气阻力的测试.其中,电子口罩的呼气和吸气阻力分别为68 帕和84 帕；3M9501V 防护口罩呼气和吸气阻力分别为71 帕和102 帕；绿呼吸KN95 口罩呼气和吸气阻力分别为65 帕和135 帕；伊藤良品防雾霾口罩呼气和吸气阻力分别为145 帕和186 帕.电子口罩的表现依旧令人欣喜.
最后,在工作时长上,当负离子产生模块和超声波振动模块同时工作时,电子口罩上配备的300 毫安时的锂电池可以在充满电的状态下连续工作5 小时以上.而其他三款口罩持续使用2 小时以上,滤网便会被PM2.5 细颗粒物阻塞,呼吸阻力增大为原来的2 倍以上,基本就不能再使用了.
（该作品获第三十一届全国青少年科技创新大赛一等奖,有删节）
（指导老师/ 张钰锟 彭 江 插画绘制/KIKI 酱）
空气净化论文范文结:
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