CH644696A5

CH644696A5 - Anordnung zur bestimmung des alkoholgehaltes in der atemluft.

Info

Publication number: CH644696A5
Application number: CH130680A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Dr Heim; Eric Dr Hecker
Original assignee: Draegerwerk Ag
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1980-02-18
Publication date: 1984-08-15
Also published as: SE8000463L; DE2906864A1; CA1137224A; JPS55146041A; AU528665B2; FR2449434A2; AU5577680A; US4316380A; GB2044448B; FR2449434B2; NL7908255A; GB2044448A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung des Alkoholgehalts in der Ausatemluft gemäss dem Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Die CH-A 611034 betrifft eine Anordnung zur Bestimmung des Alkoholgehaltes in der Atemluft mit einem Alkoholmessgerät in der Ausatemluft, das den festgestellten Wert der Alkoholkonzentration weitergibt, wenn die auf die Höhe des Alkoholsignals S(t) bezogene zeitliche Änderung von S(t) unter einem vorgegebenen Schwellwert

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S (t) dt liegt, dabei die Strömungsgeschwindigkeit v der Ausatemluft über einem vorgegebenen Schwellwert liegt und diese Bedingung für eine vorgegebene Zeit t ununterbrochen eingehalten hat.

Anordnungen zur Messung des Alkoholgehaltes in der Atemluft erfassen dann die wirkliche Alkoholkonzentration, wenn der Teil der ausgeatmeten Luft auf seinen Alkoholwert untersucht wird, der sich in der Lunge in den Alveolen mit der Alkoholkonzentration des Blutes ins Gleichgewicht setzen konnte. Daher ist die Pendelluft aus dem Mund- und Rachenraum und die Mischluft von der Alveolarluft messtechnisch zu trennen.

Nach der CH-A 611034 erfolgt die Erfassung des Alveolarluft-

anteils durch Überwachung des zeitlichen Anstiegs ^ der Alkoholkonzentration . Dieser zeitliche Anstieg wird mit dem der Ausatemluft aus dem Mund- und Rachenraum folgenden Alveo-larluftanteil immer geringer, bis er nach Erreichen des Konzentrationsplateaus ganz aufhört. Wenn der Anstieg, bezogen auf die momentane Konzentration, den vorgegebenen Schwellwert W unterschreitet, befindet sich im Alkoholmessgerät nur noch Alveolarluft. Die Anstiegsüberwachung würde bei zu Prüfenden, die willig sind, genügen, um mit Sicherheit eine Alkoholkonzentration nahe dem Wert in der Alveolarluft zu ermitteln. In der Praxis ist jedoch mit Sicherheit eine Bereitwilligkeit nicht immerzu erreichen. Deshalb werden zusammen mit der Anstiegsüberwachung zwei weitere Bedingungen erfüllt, ehe ein Messwert angezeigt wird. Die von einem Strömungsmesser ermittelte Strömungsgeschwindigkeit v muss über einem vorgegebenen Wert vmin liegen und muss ausserdem seit einer vorgegebenen Zeit erfüllt gewesen sein.

Zur Messung dient ein Messgerät mit einer kurzen Ansprechzeit.

Aufgabe der Erfindung ist eine Weiterbildung der Anordnung mit dem Ziel, eine flexiblere Anpassung der Messanordnung an den zu Prüfenden zu ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Anordnung gemäss dem Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Die wesentlichen Vorteile, die sich aus der Weiterbildung der CH-A 611034 ergeben, liegen in dem Verzicht auf die Vorgabe eines Zeitintervalls. In dem Falle nämlich, dass die Steigungsbedingung vor Ablauf des Zeitintervalls erfüllt ist, muss der zu Prüfende bis zum Ablauf des Zeitintervalls weiterblasen. Das kann bei Vorgabe eines an einen mittleren zu Prüfenden ange-passten Zeitintervalls t- und nur dann hat die Vorgabe t überhaupt einen Sinn - dazu führen, dass ein Teil der zu Prüfenden mehr als notwendig belastet wird. Unter Umständen kann er die Bedingung des Gerätes gar nicht erfüllen.

Mit der Anordnung nach der Erfindung kann man sich dem zu Prüfenden anpassen. Auch zu Prüfende mit einem unterdurchschnittlichen Lungenvolumen können durch dieses Verfahren erfasst werden. Durch das Fehlen einer Zeitbedingung kann sich das Gerät praktisch dem breiten Spektrum der zu Prüfenden anpassen. Es besteht nicht die Gefahr, dass zu Prüfende mit kleinem Lungenvolumen durch zu langes Blasenmüssen überfördert werden. Der Test ist abgeschlossen, wenn die auf die Höhe des Alkoholsignals bezogene zeitliche Änderung unter den vorgegebenen Schwellwert fällt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 das Alkohol-Signal S(t) gegenüber der Zeit t;

Fig. 2 eine Anordnung zur Messung des Alkoholgehaltes in der Atemluft.

In der Fig. 1 wurden der zeitliche Anstieg der Alkoholkonzentration in der Ausatemluft mit dem Alkohol-Signal S(t) als Ordinate und der Zeit t als Abszisse aufgetragen. Die Kurve zeigt zwei charakteristische Zeitabschnitte A und B. Im Abschnitt A mit der Messzeitphase t0 bis tj wird ein stetiger Anstieg der Alkoholkonzentration deutlich. Die Pendelluft ist mehr und mehr mit Alveolarluft aus der Lunge vermischt.

Der Abschnitt B mit der Messzeitphase tj bis t2 zeigt praktisch keinen Anstieg der Alkoholkonzentration mehr, die Kurve bewegt sich auf einem Plateau. Es wird nur noch Alveolarluft ausgeatmet.

Der Abschnitt B wird durch die Anordnung nach der Erfindung, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, deutlich erkannt. Inder Ausatemphase beginnt er, wenn der Wert

G _ 1 . dS S (t) dt der Anstiegsüberwachung unter den Schwellwert W gelangt. Es findet dann praktisch kein Anstieg des Alkoholwertes mehr statt. In diesem Abschnitt B misst das Messgerät 1 dann die sich mit dem Blut im Gleichgewicht befindende Alkoholkonzentration in der Atemluft. Das Messgerät 1 entspricht dem Stand der Technik.

Das Messgerät 1 zur Messung von Alkohol ist in den Ausatemluftstrom 14 eingeschaltet. Das Rückschlagventil 3 verhindert eine Umkehrung des in Richtung 15 fliessenden Ausatemluftstromes 14. Dem Messgerät 1 ist der Strömungsmesser 2 nachgeschaltet, in dem die Strömungsgeschwindigkeit v gemessen wird. Das Und-Gatter 4 gibt eine Steuerspannung an das lineare Gatter 5, mit dem dann die Weitergabe des Alkohol-Signals S(t) vom Messgerät 1 über das lineare Gatter 5 an die Anzeigeeinheit 9 erfolgt. Die Anzeigeeinheit 9 kann ein Schreiber, Drucker oder den letzten Messwert, also den maximalen Messwert, speichernde Anzeige sein.

Voraussetzung für die Steuerspannung aus dem Und-Gatter 4 ist die Erfüllung der zwei Bedingungen a und b.

a. Es muss die Grösse

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

G _ 1 . dS S (t) dt wobei G in der Recheneinheit 11, die an den Ausgang des Messgerätes 1 angeschlossen ist, festgestellt wird, unter den Schwell wert W abgefallen sein. Der Schwellwert W wird vom Schwellwertgeber 10 eingegeben und im ersten Schwellwertkomparator 6 mit G verglichen. Bei G §= W geht ein Steuersignal zum Und-Gatter 4.

b. Die im Strömungsmesser 2 gemessene Strömungsgeschwindigkeit v muss grösser als die vom Schwellwertgeber 12 eingegebene Mindestströmungsgeschwindigkeit vmin sein und seit dem ersten Überschreiten von vmin grösser gewesen sein. In diesem Fall gibt ein zweiter Schwellwertkomparator 7 über einen ersten Flip-Flop 8 ein Steuersignal an das Und-Gatter 4. Die Flip-Flops 8 und 17 reagieren auf die abfallende Flanke von logischen Signalen oder Pulsen. Wenn also bei der Strömungsgeschwindigkeit v>vmin am Ausgang des Schwellwertkomparators 7 ein positives Signal (Puls) anliegt, dann reagiert der Flip-Flop 8 zunächst nicht. Daher liegt an seinem invertierten Ausgang eine positive Spannung an. Bei gleichzeitiger Erfüllung der Bedingung a schaltet das Und-Gatter 4.

3 644 696

Wenn aber v<vmin wird, nachdem v>vmin bereits erfülltwar, dann schaltet der Flip-Flop 8 und am invertierten, dem Und-Gatter 4 anliegenden Ausgang erscheint der logische Pegel Null. Dieser veranlasst auch den Flip-Flop 17, zu schalten und rückwir-5 kend den Flip-Flop 8 zu blockieren ; er reagiert von nun an nicht mehr, sooft er auch noch unter und über vmin gehen mag. Dieser Zustand wird durch die Anzeige In-op 18 angezeigt.

Es muss ein neuer Test gestartet werden, vor dessen Beginn man durch Drücken der Reset-Taste 16 die Flip-Flops 8 und 17 io wieder in ihre Ausgangsstellung bringt. Bei dieser Schaltung wird das Und-Gatter 4 auch bei Testende, wenn der zu Prüfende nach Erfüllung der Bedingungen aufhört zu blasen, blockiert, so dass dann wegen des linearen Gatters 5 kein Signal mehr an der Anzeigeeinheit 9 anliegt. Deshalb ist zweckmässig, sie als Schrei-15 ber, Drucker oder den letzten Messwert oder den maximalen Messwert speichernde Anzeige vorzusehen.

Mit den Bedingungen a und b ist sichergestellt, dass völlig eindeutig nur Alkohol-Signale S(t) aus der Alveolarluft der Anzeigeeinheit 9 zugeleitet werden können. 20 Die Kontrollanzeige 13 ist zwischen dem Schwellwertkomparator 7 und dem Und-Gatter 4 angeschlossen. Sie leuchtet rot auf, wenn die Strömungsgeschwindigkeit v<vnun ist und grün, wenn v>vmin wird.

M

2 Blatt Zeichnungen

Claims

644 696 PATENTANSPRÜCHE

1. Anordnung zur Bestimmung des Alkoholgehaltes in der Ausatemluft mit einem Messgerät zur Messung der Alkoholkonzentration und einem Strömungsmesser im Atemluftstrom, dessen Umkehrung durch ein Rückschlagventil verhindert wird, sowie einer Anzeigeeinheit, gekennzeichnet durch ein Und-Gatter (4), das bei gleicher Ansteuerung durch einen ersten Schwellwertkomparator (6) und einen zweiten Schwellwertkom-parator (7) und einen ersten Flip-Flop (8) ein lineares Gatter (5) ansteuert, welches zur Weitergabe des Messwertes des Messgerätes (1) an die Anzeigeeinheit (9) dient.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der invertierte Ausgang des ersten Flip-Flop (8) dem Eingang eines zweiten Flip-Flop ( 17) anliegt, dessen invertierter Ausgang mit dem ersten Flip-Flop (8) verbunden ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flip-Flops (8,17) mit einer gemeinsamen Reset-Taste (16) verbunden sind.