CN104487841B - 基于盒的呼气酒精校准装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于呼气酒精检测装置的校准装置(1)包括:以预定速度供应受控空气流的泵(2)，与所述泵流体连通的腔室(3)，所述腔室适于接收来自所述泵的所述空气流，与所述腔室流体连通的排出口(4)，所述空气流可通过所述排出口排出所述腔室，和将所述腔室和/或排出口加热至预定温度并且在所述泵运行过程中保持所述预定温度的加热部件(5)，其中，所述校准装置被设置为与呼气酒精检测装置可拆卸地连接或流体连通，从而从所述排出口排出的空气流可以被通入所述呼气酒精检测装置，所述校准装置适于将包含有预定浓度的酒精的密封盒(7)接收至所述腔室中，并且所述校准装置进一步包括用于打开/关闭所述腔室的盖，所述盖与用于刺穿所述密封盒的刺穿部件协同操作，从而使由所述泵供应到所述腔室的空气流穿过所述盒，从而将包含有所述预定浓度的酒精的样本提供给所述呼气酒精检测装置。

Description

基于盒的呼气酒精校准装置
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于呼气酒精检测装置的校准装置。第二方面，本发明涉及一种用于校准呼气酒精检测装置的套件，包括如本发明第一方面所述的校准装置和至少一个适于在该校准装置中使用的盒。第三方面，本发明涉及一种校准呼气酒精检测装置的方法。
背景技术
近来，用于检测呼气酒精浓度的设备的使用，即使是个人使用，已变得相当普遍，市场上有许多消费者或个人的呼气酒精检测仪。通常，这些手持式设备比起执法机关使用的设备便宜很多。
消费者购买的许多手持式呼气分析器使用氧化硅传感器(也称作半导体传感器)来确定血液酒精浓度。这些传感器易受除呼气酒精之外的物质污染或干扰，因此需要每六个月重新校准或更换。更高端的个人呼气分析器和专业使用的呼气酒精测试仪通常使用铂燃料电池传感器。这些使用铂燃料电池传感器的分析器或测试仪也需要重新校准，但比起使用半导体传感器的呼气分析器，其需要重新校准的频率减少，通常每年一次。
校准的过程是，通过参照已知的酒精浓度来比较和调整呼吸分析器的测试结果，从而检验和调整呼吸分析器的内部设定。执法机关的呼气分析器被精心维护，并经常被重新校准以确保精度。
有两种方法校准精密的呼气分析仪，湿浴法和干气法。每种方法都需要专门的设备和工厂培训的技术人员。未经培训的使用者或无适当的设备是无法实施此校准过程的。
干气法使用的校准标准是预认证的混合气，该混合气包含酒精和惰性氮气在加压容器中的精确混合的混合物。该设备可为便携式，允许随时随地进行校准。
湿浴法使用的酒精/水标准是预认证的溶液，该溶液包含精确特定的浓度的酒精，该溶液在专业的呼气酒精模拟设备中存放和递送。湿浴法设备比干气法设备成本更高并且没有打算做成便携式。其标准溶液必须为新鲜的且定期更换。
由于用户本人获得认证来制造所需设备或者从已获认证的供应商处购买所需设备的高成本以及复杂性，这些已知方法常常限制了终端用户校准和检验自有设备。
美国专利文献US3,854,319公开了一种酒精呼气模拟器，其中，通过将无酒精的呼气吹入并穿过细长的封壳，该封壳被维持在给定温度并且包含酒精蒸气，该酒精蒸气连续地从由酒精-水溶液浸渍过的吸收性材料中产生。在该封壳的出口产生的呼气将构成具有已知酒精浓度的模拟呼气样本。此装置的缺陷在于，必须人工刺穿封壳并且需要无酒精的呼气来执行正确的校准。此外，若操作不当，即呼气的流量变化、呼气的体积不足等，吹入该装置的呼气可能引起误差。
WIPO专利文献WO2009/111484公开了一种用于化学嗅探器的校准和精度检验系统，比如呼气酒精测试仪，其将具有可测定的酒精浓度的液滴，和/或具有可测定的其它浓度的液滴，直接分散进入反应室，或直接分散进入能作为样本的载气。
这些已知装置在使用中仍然过于繁琐和复杂，并且没有达到所期望的简洁性和校准精确度。
因此，需要开发提供给自有呼气酒精检测装置的用户的设备，从而用户能用简单，便宜和一次性的设备和方法来进行校准和检测。
发明内容
本发明的目的是提供改进的装置和方法，以利用简单、便宜和一次性的设备来校准呼气酒精检测装置。
这通过如权利要求1所述的校准装置、如权利要求10所述的适于在校准装置中使用的盒、以及如权利要求14所述的校准呼气酒精检测装置的方法得以实现。
根据本发明，提供了用于呼气酒精检测装置的校准装置。该校准装置包括以预定速度供应受控空气流的泵；与泵流体连通的腔室，该腔室适于接收来自泵的空气流；与腔室流体连通的排出口，所述空气流可通过排出口排出腔室。；此外，该校准装置还包括将腔室和/或排出口加热至预定温度并且在泵运行过程中保持预定温度的加热部件。校准装置被配置为与呼气酒精检测装置可拆卸地连接或流体连通，从而从排出口排出的空气流可以被通入呼气酒精检测装置。校准装置适于将包含有预定浓度的酒精的密封盒接收至腔室中，并且校准装置进一步包括用于打开/关闭所述腔室的盖，该盖与用于刺穿密封盒的刺穿部件协同操作，以便在关闭所述盖的同时刺穿所述盒，进而使由泵供应到腔室的空气流得以流过该盒，从而将包含有预定浓度的酒精的样本提供给呼气酒精检测装置。
因此，本发明提供了校准装置，其可与便宜和一次性使用的盒一起使用并且该盒的生产和供应都经过认证，从而提供了用于校准/检测呼气酒精检测装置的已知酒精浓度的一次性样品，这样就解决了上述问题。此外，使用者对所述盒是否被正确地插入校准装置能轻易而直接地校验。另外，该盒在校准过程中始终被保持在适当位置，从而使流过该盒的所有空气除了通过所述排出口排出以外无法自腔室中逸出。由于使用者不需要人工刺破密封件，因此用于校准的盒的操作处理也很简单和安全。
在可选的实施方式中，刺穿部件包括针、注射器和/或刀。因此，实现了清洁而有效地刺穿盒。
在进一步优选的实施方式中，刺穿部件被设置为在相对的两端刺穿盒，这样能使空气流有效地流过盒，以确保随后得到的样本呈现同样的酒精浓度。
在有利的实施方式中，校准装置进一步包括用于控制所述泵和/或所述加热部件运行的控制器。这样能有效控制泵和加热部件。
在另一可选的实施方式中，校准装置进一步包括用于向使用者指示腔室中已达到预定温度的指示部件。优选地，所述指示部件包括灯和/或显示器。以此方式，当准备好校准装置用于校准呼气酒精检测装置时，会给使用者明确的指示。
在优选的实施方式中，校准装置进一步包括输入设备，该设备允许使用者选择泵供应的空气量和/或腔室中的预定温度。因此，使用者可选择校准装置提供的空气量和/或样本的温度以便校准输入参数要求不同的呼气酒精检测装置或不同环境条件下(温度、湿度、大气压)的呼气酒精检测装置。优选地，预定温度被设置在30-37℃的范围，更优选地，被设置在33-35℃的范围，最优选地，被设置为34℃。
在有利的实施方式中，加热部件包括热敏电阻，其为调节温度提供反馈。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于校准呼气酒精检测装置的套件，包括如本发明第一方面所述的校准装置和至少一个包含有预定浓度的酒精的盒，该盒适于在上述校准装置中使用。所述盒在需要认证的条件下可生产和供应，以便确保校准过程中的精度。
在优选的实施方式中，所述盒包括浸湿有预定浓度的酒精的多孔材料。优选地，所述酒精为乙醇，但是只要浓度为已知，任何合适的酒精都可以被用来校准呼气酒精检测装置。
在有利的实施方式中，所述盒包括塑料管，该塑料管内封装有多孔材料并且在其两端被密封。优选地，所述密封的密封件包括箔材。该箔材可为金属、塑料或两者结合，以便在根据本发明的校准装置中使用之前保证所述盒免受污染。同时，所述箔材应该可被轻易刺穿，以便确保校准装置正常运行。
根据本发明的第三方面，提供了一种校准呼气酒精检测装置的方法。该方法包括以下步骤：
提供与呼气酒精检测装置可拆卸地连接或流体连通的校准装置；
其中，所述校准装置包括：
以预定速度供应受控空气流的泵；以及
与泵流体连通的腔室，该腔室适于接收来自泵的空气流，以及与腔室流体连通的排出口，所述空气流可通过排出口排出腔室；
加热腔室和/或排出口到预定温度；
将包含有预定浓度的酒精的盒插入校准装置的腔室中并且刺穿该盒，从而使由泵供应到腔室的空气流得以流过该盒；
运行该泵以供应空气流，并使空气流得以流过该盒，与此同时在该泵运行过程中保持预定温度；
使从该排出口排出的包含有预定浓度的酒精的空气流通入呼气酒精检测装置。
通过这种方法，实现了呼气酒精设备的校准和检测的简单化和价格低廉化，从而允许终端用户轻易维持其私有的呼气酒精检测装置的精度，同时消除了与将设备发回供应商以重新校准有关的高成本和/或长时间的延迟。
附图简要说明
图1示出了根据本发明的校准装置；
图2示出了一种适于在根据本发明的校准装置中使用的盒。
具体实施方式
现结合附图对根据本发明的优选实施例中的校准装置和盒进行详细描述。本发明不应受限于附图中所示实施例，并且可在权利要求的保护范围内进行等同变换。
图1示出了根据本发明校准装置1的示意图。校准装置1包括泵2，该泵供应受控空气流并使其流过校准装置1。空气被泵2从周围环境吸入并以预定速率释放。通过改变泵2的设定也有可能选择所需流量。
腔室3与泵2流体连通，用于接收泵2提供的空气流。校准装置1还包括与腔室3流体连通的排出口4，空气流可通过排出口4排出腔室3。
校准装置1还包括被设置为用来加热腔室3和/或排出口4的加热部件5，从而由泵2提供的空气流达到的温度值大体上等于正常呼吸的温度，即大约34℃。当然，若有需要，也可将校准装置1设置为将腔室3和/或排出口4加热到其它温度。例如，可将空气流的温度设置为30-40℃范围内的某一温度，或优选地33-37℃，更优选地34-36℃。这确保维持了实现呼气酒精检测装置的精确和可靠校准的条件。
加热部件5包括设置在靠近排出口4的位置的发热元件5，以便确保从腔室3中排出的空气流达到所需预定温度。当然，只要从腔室3排出的空气流能达到所需温度，发热元件可设置在与腔室3连接的任意位置。热敏电阻6可与排出口4相邻设置，以便为调控温度提供反馈。
可关闭的盖(未示出)是将校准盒7插入腔室3的入口。刺穿部件与该盖协同操作，以便使得盖的关闭可导致刺穿部件刺穿盒7。当将盒7插入并保持于腔室3中后，借助于杠杆的驱动，与盖相连接或协同操作的按钮或滑动开关将会刺穿盒7，从而允许由泵2供应的空气流得以流过盒7。用于刺穿盒7的刺穿部件可以为针、注射器、刀或其它能够刺穿盒7的部件。
校准装置1进一步包括(微型)控制器(未示出)以便控制泵2和/或加热部件5的运行。控制器可连接至指示部件，该指示部件以光信号或显示器的形式向使用者指示已达到预定温度。此外，控制器连接至输入设备，该输入设备允许使用者选择所需的预定温度和/或由泵2供应的空气量。
为确保空气在从校准装置1到呼气酒精检测装置的流动过程中不会逸出，排出口4被设置为可拆卸地连接于呼气酒精检测装置的进气管并与该进气管流体连通。实现流体密封连接的方式之一是在排出口4和进气管上分别提供相对应的螺纹，其中一个是内侧螺纹、一个是外侧螺纹。也可考虑其它紧固方式，比如卡扣或压合连接、卡销座或类似连接部件。
图2中，示出了适于在根据本发明的校准装置1中使用的盒7。盒7包括含有预定浓度的酒精的多孔材料9，该含有预定浓度的酒精的多孔材料9用于校准呼气酒精检测装置。优选地，所述酒精为乙醇，但是只要浓度为已知，任何合适的酒精也都可以被使用。
塑料管8内封装有多孔材料9并且在其两端10被密封以便保护多孔材料9以及其中的预定浓度的酒精免受污染。优选地，所述密封的密封件包括金属制的箔或锡箔材料。也可考虑塑料箔或聚合物箔。
除保护盒7的内含物之外，所述密封也保证了盒7在用于校准之前免于被篡改实际浓度。
盒7的形状或形式也可考虑设置为比如圆盘、罐或筒、胶囊或袋，只要它们是可密封和可刺穿的。在一个实施例中，盒7在相对的端部10被密封并且刺穿部件适合于刺穿盒7的两个端部10，从而使空气流有效地流过盒7，以确保空气流所携带的酒精含量与包含在盒7中的酒精含量相同。
在操作中，想要校准他/她的呼气酒精检测装置的使用者先给校准装置1通电，然后开始加热该校准装置到预定温度，例如34℃，并且将其连接到呼气酒精检测装置。一旦校准装置1被准备好了，即达到了预定温度，就以光信号或显示器上的LCD显示信息的形式给予使用者指示信号。
然后使用者将经过认证的包含有预定浓度的酒精的盒7插入校准装置1的腔室3内并且关闭盖，从而刺穿密封的塑料管8的两个端部10。在将盒7插入之后，使用者按动启动按钮运行泵2，然后该泵2开始推动空气使其流过盒7、经过加热元件、并且进入呼气酒精检测装置。因此，提供了用于容易和快速地校准呼气酒精检测装置的具有预定浓度和体积的样本。使用之后，可处理掉盒7并且为了后续校准而插入新的盒7。

Claims (14)

1.一种用于呼气酒精检测装置的校准装置(1)，其中，所述校准装置(1)包括：
以预定速度供应受控空气流的泵(2)；
与所述泵(2)流体连通的腔室(3)，所述腔室(3)适于接收来自所述泵(2)的所述空气流；
与所述腔室(3)流体连通的排出口(4)，所述空气流可通过所述排出口(4)排出所述腔室(3)；和
将所述腔室和/或排出口(4)加热至预定温度并且在所述泵(2)运行过程中保持所述预定温度的加热部件(5)，
其中，所述校准装置(1)被设置为与呼气酒精检测装置可拆卸地连接或流体连通，从而从所述排出口(4)排出的空气流可以被通入所述呼气酒精检测装置，
其中，所述校准装置(1)适于将包含有预定浓度的酒精的密封盒(7)接收至所述腔室(3)中，并且所述校准装置(1)进一步包括用于打开/关闭所述腔室(3)的盖，所述盖与用于刺穿所述密封盒(7)的刺穿部件协同操作，以便在关闭所述盖的同时刺穿所述盒(7)，进而使由所述泵(2)供应到所述腔室(3)的空气流得以流过所述盒(7)，从而将包含有所述预定浓度的酒精的样本提供给所述呼气酒精检测装置。
2.根据权利要求1所述的校准装置(1)，其中，所述刺穿部件包括针、注射器和/或刀。
3.根据权利要求2所述的校准装置(1)，其中，所述刺穿部件被设置为在所述盒(7)的相对两端(10)刺穿所述盒(7)。
4.根据权利要求1所述的校准装置(1)，还包括用于控制所述泵(2)和/或所述加热部件(5)运行的控制器。
5.根据权利要求1所述的校准装置(1)，还包括用于向使用者指示已达到预定温度的指示部件。
6.根据权利要求5所述的校准装置(1)，其中，所述指示部件包括灯和/或显示器。
7.根据权利要求中1所述的校准装置(1)，还包括允许使用者选择所述泵(2)供应的空气量和/或所述预定温度的输入设备。
8.根据权利要求1所述的校准装置(1)，其中，所述预定温度被设置在30-37℃的范围。
9.根据权利要求1所述的校准装置(1)，其中，所述加热部件(5)包括热敏电阻(6)。
10.一种用于校准呼气酒精检测装置的套件，包括权利要求1至9中任一项所述的校准装置(1)和至少一个包含有预定浓度的酒精的盒(7)，所述盒(7)适于在所述校准装置(1)中使用。
11.根据权利要求10所述的套件，包括浸湿有预定浓度的酒精的多孔材料(9)。
12.根据权利要求11所述的套件,其中，所述盒(7)包括塑料管(8)，所述塑料管(8)内封装有所述多孔材料(9)并且在其两端(10)被密封。
13.根据权利要求12所述的套件,其中，所述密封的密封件包括箔材。
14.一种校准呼气酒精检测装置的方法，包括以下步骤：
提供与呼气酒精检测装置可拆卸地连接或流体连通的校准装置(1)，其中所述校准装置(1)包括：
以预定速度供应受控空气流的泵(2)；
与所述泵(2)流体连通的腔室(3)，所述腔室(3)适于接收来自所述泵(2)的所述空气流；
与所述腔室(3)流体连通的排出口(4)，所述空气流可通过所述排出口(4)排出所述腔室(3)；和
用于打开/关闭所述腔室(3)的盖，所述盖与用于刺穿密封盒(7)的刺穿部件协同操作；
加热所述腔室(3)和/或排出口(4)到预定温度；
将包含有预定浓度的酒精的密封盒(7)插入所述校准装置(1)的所述腔室(3)中并且通过关闭所述盖来刺穿所述密封盒(7)，从而使由所述泵(2)供应到所述腔室(3)的空气流得以流过所述盒(7)；
运行所述泵(2)以供应空气流并使空气流得以流过所述盒(7)，与此同时在所述泵(2)运行过程中保持所述预定温度；
使从所述排出口(4)排出的包含有预定浓度的酒精的所述空气流通入所述呼气酒精检测装置。
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