CN104634951B - 一种显示测量过程的呼气酒精测试仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示测量过程的呼气酒精测试仪及测量方法，通过第一酒精传感器与第一气泵在被测人的一次呼气测量过程中进行多次测量，通过设置显示界面对整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果进行实时显示，通过设置第二酒精传感器与第二气泵在测量时间及呼气总量达到了规定量后进行一次测量，并用所述第二酒精传感器的测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，还可增加对口腔酒精的自动分析判断，能够监测并直观地显示呼气酒精测量过程，防止口腔酒精的影响，保证测量结果正确，且成本较低。

Description

一种显示测量过程的呼气酒精测试仪及测量方法

技术领域

本发明涉及呼气酒精测试仪，尤其涉及一种能够显示测量过程的呼气酒精测试仪及测量方法。

背景技术

酒精测试是交警进行酒驾查处的常用方法。酒精测试时一般采用呼气酒精测试仪，其主要元件是吹嘴(包括导气管)、酒精传感器及气泵。吹嘴的作用是隔绝外界空气后把肺内的气体通过吹嘴传递到酒精测试仪采样系统中，以保证采样到的是来自肺内的气体，而不是已经被外界空气稀释过了的气体。酒精传感器有多种，但目前使用最多的酒精传感器是燃料电池酒精传感器。气泵主要用来把一定量的呼出气体抽取到酒精传感器中进行分析，使用最多的是往复式气泵，即抽气时线圈工作，推动气囊抽取呼出气体，保持一定时间后又把气体从进气口排出，完成一次抽气动作。燃料电池酒精传感器能与呼气中的酒精进行电化学反应，产生电流，电流大小与参与反应的酒精含量有关，知道了电流大小即知道了酒精含量。由于燃料电池酒精传感器与酒精反应需要一定时间，典型的燃料电池酒精传感器与呼气中的酒精单次反应的曲线如图1所示，由图1可知，呼气结束时，呼气被抽入到酒精传感器中，酒精与传感器接触后产生的电压先快速升高，到达峰值后又缓慢下降，直到反应完成接近为零，这一过程称为酒精测量的完全反应，完成一次完全反应至少需要5秒或更多时间，而吹气时间至少需要3秒，也就是说进行一次精确的酒精测量至少需要8秒，即8秒内只能进行一次吹气，一次抽气，一次分析，并得到一个结果。因此，在做精确分析时，燃料电池型酒精传感器及往复式气泵只能间断工作，不能连续工作。

交警处罚的依据是被测人血液中的酒精浓度，但测量的却是呼气中的酒精浓度，因此，要能够从呼气中的酒精浓度推算出血液中的酒精浓度，需要保证呼气中抽取的是肺深部(即肺泡)的气体。如果口腔中含有酒精，如刚喝完酒，或测量前误食了含酒精食物，则呼气中的酒精可能更多是来自口腔而不是肺泡，这时测量得到的结果会与血液酒精浓度有很大的偏差。如何保证抽取的气体来自肺泡？一般通过几种方法来保证：一是测量呼出气体的量，规定只有呼出一定量后才抽取气体，如1.2L；二是规定呼气时间，只有呼气时间不能短于若干秒，如3.0秒，才被认为符合吹气要求；三是规定呼气压力，如果呼气过程中呼气压力突然下降，则认为呼气中断。如果呼气时间、呼气流量、及呼气压力均达到上述规定的值则认为是合格吹气，如果呼气时间、呼气流量、及呼气压力有一个不满足，则认为吹气失败。这一过程被认为是呼气过程。目前的呼气酒精测试仪往往只在呼气失败时给出“呼气失败”的提示，并不显示呼气过程及呼气失败的原因。实际上，如果被测人不配合或仪器出了故障，有可能本来是不成功的呼气显示为呼气成功，本来是呼气成功的却判断为呼气失败，因此，交警使用时不能够清楚的判定某次呼气是真的失败了还是仪器出了故障。

如何区别口腔酒精与肺泡酒精？如果口腔中残留有酒精，则呼气过程中随着呼出气体，口腔中残留的酒精逐渐被吹走，口腔中或呼出气体中酒精浓度越来越低，此种情况下，如果能够连续监测呼气过程中的酒精浓度变化，则会发现呼出气体中的酒精浓度是先高后低，并呈下降趋势，变化曲线如图2所示。如果酒精来自肺泡，则酒精浓度在呼气过程中的变化趋势刚好相反，开始时呼出气体主要来自于上呼吸道，由于上呼吸道内存在空气，从肺泡内呼出的气体被这些空气稀释，酒精浓度较低，随着呼气过程的进行，呼气中的酒精浓度越高，呼气越到最后，呼出气体越是来自于肺泡，呼气中的酒精浓度越稳定，变化曲线如图3所示。目前的以燃料电池作为酒精传感器的呼气酒精测试仪由于只能在呼气过程中单次测量，因此，只能得出最后的酒精浓度结果，并不能监测呼气过程中的酒精浓度变化，从而也无法区分测量的是口腔酒精还是肺泡酒精，有可能导致错误结果。

因此，如何监测并直观地显示测量过程(包括呼气过程及呼气中酒精浓度的变化)、防止口腔酒精的影响、保证测量结果正确，是以燃料电池作为酒精传感器的呼气酒精测试仪需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种呼气酒精测试仪，能够监测并直观地显示呼气酒精测量过程，防止口腔酒精的影响，保证测量结果正确，且成本较低。

本发明的目的还在于提供一种呼气酒精测量方法，使用该方法能够监测并直观地显示测量过程，防止口腔酒精的影响，保证测量结果正确。

为实现上述目的，本发明首先提供一种显示测量过程的呼气酒精测试仪，包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器；

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应；所述第二气泵仅在测量时间及呼气总量达到规定量后进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应；

所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果。

可选的，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵；

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

可选的，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵；

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地与呼气中的酒精连续进行反应，所述微控制器以一短时间间隔来进行多次分析并获得多次测量结果。

所述特定时长为0.2秒至2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得。

所述短时间间隔短于2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。

所述显示界面还实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、及呼气流量变化曲线。

所述微控制器还接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示。

所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每次的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分。

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴供两条纵轴共用。

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在整个呼气测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

本发明还提供一种呼气酒精测量方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一呼气酒精测试仪；

所述呼气酒精测试仪包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器；

对所述第一酒精传感器与第二酒精传感器进行预先校准；

步骤2、启动所述呼气酒精测试仪，被测人向所述呼气酒精测试仪进行一次呼气，所述第一气泵进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应；

与此同时，所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果；

步骤3、人工分析判断口腔酒精；

当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，测试人员通过观察显示界面上显示的酒精浓度变化曲线判断酒精来自于肺泡还是来自于口腔。

所述步骤3中所述第一气泵停止抽气的同时，所述第二气泵进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应；

与此同时，所述微控制器接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量结果对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示，测试人员通过观察显示界面上显示的酒精浓度变化曲线判断酒精来自于肺泡还是来自于口腔。

所述步骤3在利用第二酒精传感器的测量结果对第一酒精传感器进行自我校准前，先将第二酒精传感器的测量结果与第一酒精传感器的最后一次测量结果进行比较，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比大于一设定值Y％，则判定测量失败，并于显示界面上显示“测量失败”字样，不进行自我校准，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比小于所述设定值Y％，则判定测量成功，可以进行自我校准。

所述步骤3以所述第二酒精传感器所得的测量结果作为标准值对第一酒精传感器多次测量所得的结果按线性比例进行自我校准。

所述步骤2中所述显示界面还实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、及呼气流量变化曲线。

可选的，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵；

所述步骤2在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

可选的，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵；

所述步骤2在在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地与呼气中的酒精连续进行反应，所述微控制器以一短时间间隔来进行多次分析并获得多次测量结果。

所述特定时长为0.2秒至2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得。

所述短时间间隔短于2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。

所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每次的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分；

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴供两条纵轴共用；

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

另一种呼气酒精测量方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一呼气酒精测试仪；

所述呼气酒精测试仪包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器；

对所述第一酒精传感器与第二酒精传感器进行预先校准；

步骤2、启动所述呼气酒精测试仪，被测人向所述呼气酒精测试仪进行一次呼气，所述第一气泵进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应；

所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器的测量结果；

步骤3’、自动分析判断口腔酒精；

当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述微控制器直接使用第一酒精传感器测量得到的n个酒精浓度测量结果，X1’,X2’,…Xn’，单位为mg/100ml，将第一酒精传感器最后一次的测量结果Xn’称为最终测量结果，计算时，直接用第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX’大于等于某个阈值T’(mg/100ml)，则口腔酒精可信度计数值F’增加1；

ΔXi’＝Xi’-Xn’,i＝1到n-1；

如果ΔXi’大于等于T’,则F’＝F’+1，否则F’不变；

依次类推，比较每一个Xi’；

相应地，口腔酒精可信度P’计算为：

P’＝F’/(n-1)

P’值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

在所述步骤2中，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应的同时，所述微控制器还接收、处理所述压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果。

在所述步骤2与步骤3’之间还包括一步骤23，当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述第二气泵进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应；

与此同时，所述微控制器接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示。

所述步骤23在利用第二酒精传感器的测量结果对第一酒精传感器进行自我校准前，先将第二酒精传感器的测量结果与第一酒精传感器的最后一次测量结果进行比较，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比大于一设定值Y％，则判定测量失败，并于显示界面上显示“测量失败”字样，不进行自我校准，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比小于所述设定值Y％，则判定测量成功，可以进行自我校准。

进行所述步骤3’自动分析判断口腔酒精时，使用经第二酒精传感器校准后的n个第一酒精传感器的测量值X1,X2,…Xn，单位为mg/100ml。其中，Xn与第二酒精传感器测量值相同，称为最终测量结果，计算时校准后的第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX大于等于某个阈值T(mg/100ml)，则口腔酒精可信度计数值F增加1；

ΔXi＝Xi-Xn,i＝1到n-1；

如果ΔXi大于等于T,则F＝F+1，否则F不变；

依次类推，比较每一个Xi；

相应地，口腔酒精可信度P计算为：

P＝F/(n-1)

P值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

所述步骤23以所述第二酒精传感器所得的测量结果作为标准值对第一酒精传感器多次测量所得的结果按线性比例进行自我校准。

所述步骤2中所述显示界面还实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、及呼气流量变化曲线。

可选的，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵；

所述步骤2在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

可选的，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵；

所述步骤2在在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地与呼气中的酒精连续进行反应，所述微控制器以一短时间间隔来进行多次分析并获得多次测量结果。

所述特定时长为0.2秒至2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得。

所述短时间间隔短于2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。

所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每次的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分；

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴供两条纵轴共用；

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

本发明的有益效果：本发明提供的一种显示测量过程的呼气酒精测试仪及测量方法，通过设置第一酒精传感器与第一气泵在被测人的一次呼气测量过程中进行多次测量，通过设置显示界面对整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果进行实时显示，通过设置第二酒精传感器与第二气泵在测量时间及呼气总量达到了规定量后进行一次测量，并用所述第二酒精传感器的测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，还可增加对口腔酒精的自动分析判断，能够监测并直观地显示呼气酒精测量过程，防止口腔酒精的影响，保证测量结果正确，且成本较低。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为燃料电池酒精传感器与呼气中的酒精进行单次完全反应的曲线图；

图2为连续监测呼气过程中，口腔酒精对应的酒精浓度变化曲线图；

图3为连续监测呼气过程中，肺泡酒精对应的酒精浓度变化曲线图；

图4为本发明显示测量过程的呼气酒精测试仪的结构框图；

图5为本发明呼气酒精测量方法的实施例一以往复式气泵为第一气泵的步骤1中对第一酒精传感器进行校准得到的酒精浓度曲线示意图；

图6-图12为本发明呼气酒精测量方法的步骤2中，显示界面依次进行显示的示意图；

图13为本发明呼气酒精测量方法实施例一的步骤2中第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应的曲线图；

图14为本发明呼气酒精测量方法实施例一的步骤2中得到的酒精浓度包络曲线图；

图15为本发明呼气酒精测量方法实施例一的步骤3中，对应图14经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线呈现肺泡酒精特征时，显示界面进行显示的示意图；

图16为本发明呼气酒精测量方法实施例一的步骤2中得到的另一酒精浓度包络曲线图；

图17为本发明呼气酒精测量方法实施例一的步骤3中，对应图16经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线呈现口腔酒精特征时，显示界面进行显示的示意图；

图18为本发明呼气酒精测量方法的实施例二以连续式气泵为第一气泵的步骤2中得到的酒精浓度曲线图；

图19为本发明呼气酒精测量方法实施例二的步骤3中，对应图18经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果曲线呈现口腔酒精特征时，显示界面进行显示的示意图；

图20为本发明呼气酒精测量方法的实施例二以连续式气泵为第一气泵的步骤2中得到的另一酒精浓度曲线图；

图21为本发明呼气酒精测量方法实施例二的步骤3中，对应图20经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果曲线呈现口腔酒精特征时，显示界面进行显示的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

实施例一：第一气泵采用往复式气泵。

请参阅图4，本发明提供一种显示测量过程的呼气酒精测试仪，包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器。

具体地，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵。

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期，如以1秒为周期，进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应，且所述特定时长不足以使第一酒精传感器与呼气中的酒精完全反应，即所述第一酒精传感器与呼气中的酒精进行多次不完全反应，反应过程的酒精浓度曲线如图13所示；所述第二气泵仅在测量时间及呼气总量达到规定量后进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应。

所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面。结合图6至图12、图15，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每一特定时长为周期的测量结果。通过观察所述显示界面上的呼气总量、呼气流量变化曲线即能够判定呼气过程是否成功；结合图13及图14，所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应的反应曲线进行包络获得，即根据每一个特定时长为反应周期中的最高点所对应的酒精浓度值作为此采样周期的酒精浓度，把所有测量周期中所计算出的最高点按时间顺序进行连接，得到本次酒精测试的酒精浓度包络曲线。由于该方式中呼出酒精气体与所述第一酒精传感器没有完全反应，因此，与第二酒精传感器相比，第一酒精传感器测量得到的浓度值的准确性并不高，但它能够直观的显示出呼气中酒精浓度的变化趋势，反映出酒精来自于口腔还是来自于肺泡。所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应相当于对呼气中的酒精进行连续测量，相比于红外线等光学酒精传感器，采用燃料电池酒精传感器的成本较低，设备简单，体积较小，使用方便。

由于酒精传感器反应需要一定时间，因此，从酒精气体开始进入传感器到反应曲线上出现最高点，即峰值，需要一定时间。本实施例中，第一气泵以一特定时长为周期进行抽气时，该周期不能设置得太短，否则会导致无法识别到峰值，影响测量结果的计算，同时，该周期也不能设置得太长，否则一次吹气过程中检测不到几个测量结果，会影响酒精浓度变化曲线的生成及口腔酒精的判断，根据实际测量经验，该周期以0.2秒到2秒为佳。

所述微控制器还接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示，能够保证测量结果准确。

进一步地，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每一特定时长为周期的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分。

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴的刻度值分别自其两端向中间增大，以供两条纵轴共用，节省界面空间。

值得一提的是，所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在整个呼气测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

本发明还提供一种呼气酒精测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供一呼气酒精测试仪。

如图4所示，所述呼气酒精测试仪包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器。具体地，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵。

在该步骤1中需要对所述第一酒精传感器与第二酒精传感器进行预先校准。

对所述第一酒精传感器进行预先校准方的法及过程如下：

步骤11、配制标准酒精浓度气体，例如，20mg/100ml标准酒精气体。

步骤12、把酒精测试仪设置成第一酒精传感器校准模式，运行该校准模式。

通过吹嘴连接酒精测试仪与标准酒精气体，往酒精测试仪中通入该标准气体，通气2秒后启动校准采样，一定量的呼出气体，如0.5ml，被抽入到第一酒精传感器中进行反应，反应过程如图5所示，得到酒精浓度曲线。计算酒精浓度曲线中的最高点的电压值，例如该电压值为1300mV，并把该最高点电压值作为20mg/100ml标准气体的酒精浓度值，计算出单位酒精浓度对应的电压值为：1300/20＝65，单位为mv每mg/100ml。当测量其他浓度的酒精气体时，可以通过此单位浓度电压值计算出相应的酒精浓度。例如，某次测量时测得电压值为1500mV，则计算所得酒精浓度为：1500/65＝23mg/100ml。

当然，也可以采用其他方法来校准第一酒精传感器。

对于第二酒精传感器，由于是完全反应，因此，该酒精传感器的校准方法与目前所使用的呼气酒精测试仪的校准方法完全相同，对于本领域的普通技术人员来说，该校准方法是已知技术，在此不再作介绍。

步骤2、启动所述呼气酒精测试仪，被测人向所述呼气酒精测试仪进行一次呼气，所述第一气泵以一特定时长为周期，如以1秒为周期，进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期，与呼气中的酒精进行多次反应，且所述特定时长不足以使第一酒精传感器与呼气中的酒精完全反应，即所述第一酒精传感器与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

与此同时，压力流量传感器对呼气压力进行检测，并通过压力来计算出流量值及呼气总量。对于本领域的普通技术人员来说，压力，流量及呼气总量计算方法是已知技术，在此不再作介绍。

与此同时，内部计时装置开始进行计时，作为整个测量过程的时间来源并计算吹气时间。

如图6至图12所示，所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每一特定时长为周期的测量结果。通过观察所述显示界面上的呼气总量、呼气流量变化曲线即能够判定呼气过程是否成功。

具体地，如图13、14所示，该步骤2中的酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得，即根据每一个特定时长为反应周期中的最高点所对应的酒精浓度值作为此采样周期的酒精浓度，把所有测量周期中所计算出的最高点按时间顺序进行连接，得到本次酒精测试的酒精浓度包络曲线，能够直观的显示出呼气中酒精浓度的变化趋势，反映出酒精来自于口腔还是来自于肺泡。

进一步地，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每一特定时长为周期的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分。

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴的刻度值分别自其两端向中间增大，以供两条纵轴共用，节省界面空间。由于第一酒精传感器测量得到的酒精浓度值准确性不高，因此，在第二酒精传感器进行校准前，表示酒精浓度的纵轴的刻度线上没有标示出对应的酒精浓度值。

所述第一酒精传感器每一特定时长为周期的测量结果显示部分为一圆形显示区，当第一酒精传感器完成一次以特定时长为周期的测量后，显示出该测量值，因此，该测量值在测量过程中被经常更新而变动。由于第一酒精传感器测量得到的酒精浓度值准确性不高，因此，在第二酒精传感器进行校准前，该显示区中显示出的酒精浓度值并不是准确值，只作为参考。

所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在该步骤2中始终显示刻度线及对应的刻度值。

步骤3、当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述第二气泵进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次反应，且所述第二酒精传感器与呼气中的酒精完全反应，得到酒精浓度的精确测量数据。对于本领域的普通技术人员来说，如何从该次测量过程中计算得到酒精浓度是已知技术，在此不再作介绍。

当第二气泵完成抽气后，所述微控制器停止计算呼气压力及流量，所述呼气流量变化曲线及所述呼气总量显示部分停止更新数据。

与此同时，如图15所示，所述微控制器接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，先将第二酒精传感器的测量结果与第一酒精传感器的最后一次测量结果进行比较，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比大于一设定值Y％，则判定测量失败，并于显示界面上显示“测量失败”字样，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比小于所述设定值Y％，则判定测量成功，并用第二酒精传感器的测量结果对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准。校准方法如下：

例如，如图14所示，在第二气泵抽气前，第一酒精传感器已经进行了10次测量，测量结果分别是：99，145，159，170，165，170，169，173，173，170，单位为mg/100ml。

当第二气泵抽气完成后，第二酒精传感器测量得到的呼气酒精浓度是180mg/100ml时，我们认为该次呼气酒精测试的最终结果是180mg/100ml。如果上述第一酒精传感器进行的第10次测量所得170mg/100ml是与第二酒精传感器同时测量所得时，我们认为第一酒精传感器测量结果与第二酒精传感器测量结果之间存在误差，并以第二酒精传感器所得的测量结果作为标准值对第一酒精传感器测量所得的10个结果按线性比例进行校准，例如，第一酒精传感器进行的第10次测量结果170mg/100ml经校准后变为180mg/100ml，第9次测量结果经校准后变为183mg/100ml，依次类推，第一酒精传感器的10次测量结果经校准后变为：105,154,168,180,175,180,179,183,183,180，单位为mg/100ml。

为保证第一酒精传感器与第二酒精传感器测量结果可以进行校准，必须保证两个酒精传感器是同时采样分析的，为达到此目的，本步骤3中，当测量时间及呼气总量达到了规定量后，第二气泵并不能立即进行抽气，而是要等到第一酒精传感器已经完成前一次测量，第一气泵可以进行新的测量时，两个气泵才同时抽气进行分析测量。

如图15所示的自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示。所述第一酒精传感器每一特定时长为周期的测量结果显示区中显示的结果也由170更新为180mg/100ml。

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在所述步骤3中同样始终显示刻度值。所述表示酒精浓度的纵轴在所述步骤3对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

如图15所示为某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线。测试人员可以从图15中观察到每次测量结果均比前一次测量结果要高或接近，呼气结束阶段酒精浓度趋于平稳，呈现明显的肺泡酒精特征，因此，从显示图中，测试人员可以得出此次测试为正常测试的结论。

如图17所示为某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线。测试人员可以从图17中观察到每次测量结果均比前一次测量结果要低，呈现明显的口腔酒精特征，因此，从显示图中，测试人员可以得出此次测试为口腔酒精的结论。

步骤4、自动分析判断口腔酒精。

如图2所示，口腔酒精的特点是呼气中酒精浓度先高后低，因此，可以在进行完步骤3后利用经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线来自动分析判断口腔酒精。判断方法如下：

假设第一酒精传感器所测量得到的酒精浓度，即峰值，共有n个，经第二酒精传感器校准后，测量结果分别为X1,X2,…Xn，单位为mg/100ml。其中，Xn与第二酒精传感器测量值相同，称为最终测量结果。

计算时，校准后的第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX大于等于某个阈值T(mg/100ml)，则口腔酒精可信度计数值F增加1。在这里，设置阈值T的原因是第一酒精传感器测量结果并不很准确，设置阈值T可以防止测量过程的误差对于可信度计算的影响，因此阈值T并非是必须的，它可以根据实际情况来调整设置或取消。

ΔXi＝Xi-Xn,i＝1到n-1。

如果ΔXi大于等于T,则F＝F+1，否则F不变。

依次类推，比较每一个Xi。

相应地，口腔酒精可信度P可以计算为：

P＝F/(n-1)

P值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

如图16所示为某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线上的10个值分别为:100,95,94,88,75,56,25,10,5,2，单位为mg/100ml。

因为第二酒精传感器得到的最终测量结果为2mg/100ml，则计算过程如下：

100－2＝98，取T＝2,则F＝1；

95－2＝93，取T＝2,F＝2；

94－2＝92，取T＝2,F＝3；

88－2＝86，取T＝2,F＝4；

75－2＝73，取T＝2,F＝5；

56－2＝54，取T＝2,F＝6；

25－2＝23，取T＝2,F＝7；

10－2＝8，取T＝2,F＝8；

5－2＝3，取T＝2,F＝9；

则P＝9/9*100％＝100％。

此时，显示界面上显示出“口腔酒精(可信度100％)”的字样。

又如，当某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的包络曲线上的10个值分别为：100,95,94,88,75,56,25,34,28,30，单位为mg/100ml。

如果取T为2mg/100ml，则计算得到P＝7/9*100％＝78％。也即把这次测量结果判断为口腔酒精的可信度是78％。

如果T为5mg/100ml，则计算得到P＝6/9*100％＝67％。也即把这次测量结果判断为口腔酒精的可信度是67％。

值得一提的是，实施该自动分析判断口腔酒精的步骤4也可以在执行完步骤2后直接进行，而省略使用第二酒精传感器对第一酒精传感器进行校准的步骤3，当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述微控制器直接使用第一酒精传感器测量得到的n个酒精浓度测量结果，X1’,X2’,…Xn’，单位为mg/100ml，将第一酒精传感器最后一次的测量结果Xn’称为最终测量结果，计算时，直接用第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX’大于等于某个阈值T’(mg/100ml)，则口腔酒精可信度计数值F’增加1。

ΔXi’＝Xi’-Xn’,i＝1到n-1。

如果ΔXi’大于等于T’,则F’＝F’+1，否则F’不变。

依次类推，比较每一个Xi’。

相应地，口腔酒精可信度P’可以计算为：

P’＝F’/(n-1)

P’值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

实施例二：第一气泵采用往连续式气泵。

请参阅图4，本发明提供一种显示测量过程的呼气酒精测试仪，包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器。

具体地，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵。该连续式气泵有进气口及出气口，工作时气体连续地从进气口进入，从出气口排出。

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地连续进行反应。与实施例一中以往复式气泵作为第一气泵相比，该实施例中当作为第一气泵的连续式气泵工作时，酒精气体连续不断地进入到第一酒精传感器中，第一酒精传感器更加来不及完全反应，加上有更多的反应物参加反应，因此，酒精浓度反应曲线如图18所示。该酒精浓度反应曲线上每一点对应的电压值均与该时刻参与反应的酒精浓度值直接对应，而不是像实施例一中所述的第一酒精传感器那样，需要通过根据每一个特定时长为反应周期中的最高点所对应的浓度值作为此采样周期的酒精浓度来确定该测量周期的测量结果。虽然本实施例中所述的第一酒精传感器可以进行连续反应，但对整个吹气过程进行分析时，也是按一定时间间隔来进行分析并获得测量结果的，只是本实施例中该时间间隔可以更短，通常该时间间隔短于2秒，优选的，该时间间隔短于0.1秒。

所述第二气泵仅在测量时间及呼气总量达到了规定量后进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应。

所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面。结合图6至图12、图19，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器连续的测量结果。通过观察所述显示界面上的呼气总量、呼气流量变化曲线即能够判定呼气过程是否成功；结合图18，所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。由于该方式中呼出酒精气体与所述第一酒精传感器没有完全反应，因此，与第二酒精传感器相比，第一酒精传感器测量得到的浓度值的准确性并不高，但它能够直观的显示出呼气中酒精浓度的变化趋势，反映出酒精来自于口腔还是来自于肺泡。所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行多次不完全反应相当于对呼气中的酒精进行连续测量，相比于红外线等光学酒精传感器，采用燃料电池酒精传感器的成本较低，设备简单，体积较小，使用方便。

所述微控制器还接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量数据对所述第一酒精传感器的最后时刻测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示，能够保证测量结果准确。

进一步地，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器连续的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分。

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴的刻度值分别自其两端向中间增大，以供两条纵轴共用，节省界面空间。

值得一提地是，所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在整个呼气测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

本发明还提供一种呼气酒精测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供一呼气酒精测试仪。

如图4所示，所述呼气酒精测试仪包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器。具体地，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵。

在该步骤1中需要对所述第一酒精传感器与第二酒精传感器进行预先校准。

对所述第一酒精传感器进行预先校准的方法及过程如下：

步骤11、配制标准酒精浓度气体，例如，20mg/100ml标准酒精气体。

步骤12、把酒精测试仪设置成第一酒精传感器校准模式，运行该校准模式。

通过吹嘴连接酒精测试仪与标准酒精气体，往酒精测试仪中通入该标准气体，通气2秒后启动校准采样，呼出气体连续地被抽入到酒精传感器中进行反应，反应过程如图18所示，共通气10秒，得到酒精浓度曲线。计算酒精浓度曲线中最后5秒的酒精浓度电压的平均值，例如该电压值为1300mV，把该电压值作为20mg/100ml标准气体的酒精浓度值，计算出单位酒精浓度对应的电压值为：1300/20＝65,单位为mv每mg/100ml。当测量其他浓度的酒精气体时，可以通过此单位浓度电压值计算出相应的酒精浓度。例如，某时刻测得电压值为1500mV，则计算所得该时刻的酒精浓度为：1500/65＝23mg/100ml。

本预先校准方法与实施例一相比，用酒精浓度电压平均值来代替峰值。

当然，也可以采用其他方法来校准第一酒精传感器。

对于第二酒精传感器，由于是完全反应，因此，该酒精传感器的校准方法与目前所使用的呼气酒精测试仪的校准方法完全相同，对于本领域的普通技术人员来说，该校准方法是已知技术，在此不再作介绍。

步骤2、启动所述呼气酒精测试仪，被测人向所述呼气酒精测试仪进行一次呼气，所述第一气泵连续地进行抽气，所述第一酒精传感器连续地与呼气中的酒精进行不完全反应，并以测量过程中反应产生的实时电压值作为该时刻的测量结果。

与此同时，压力流量传感器对呼气压力进行检测，并通过压力来计算出流量值及呼气总量。对于本领域的普通技术人员来说，压力，流量及呼气总量计算方法是已知技术，在此不再作介绍。

与此同时，内部计时装置开始进行计时，作为整个测量过程的时间来源并计算吹气时间。

如图6至图12所示，所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器连续测量的结果。通过观察所述显示界面上的呼气总量、呼气流量变化曲线即能够判定呼气过程是否成功。

具体地，如图18所示，该步骤2中的酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行反应产生的实时电压值来获得，能够直观的显示出呼气中酒精浓度的变化趋势，反映出酒精来自于口腔还是来自于肺泡。

进一步地，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器连续的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分。

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴的刻度值分别自其两端向中间增大，以供两条纵轴共用，节省界面空间。由于第一酒精传感器测量得到的酒精浓度值准确性不高，因此，在第二酒精传感器进行校准前，表示酒精浓度的纵轴的刻度线上没有标示出对应的酒精浓度值。

所述第一酒精传感器连续测量的结果显示部分为一圆形显示区，当第一酒精传感器连续测量时，以一定时间间隔(如0.1秒)来显示出该测量值，因此，该测量值在测量过程中被经常更新而变动。由于第一酒精传感器测量得到的酒精浓度值准确性不高，因此，在第二酒精传感器进行校准前，该显示区中显示出的酒精浓度值并不是准确值，只作为参考。

所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在该步骤2中始终显示刻度线及对应的刻度值。

步骤3、当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述第二气泵进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次反应，且所述第二酒精传感器与呼气中的酒精完全反应，得到酒精浓度的精确测量数据。对于本领域的普通技术人员来说，如何从该次测量过程中计算得到酒精浓度是已知技术，在此不再作介绍。

当第二气泵完成抽气后，所述微控制器停止计算呼气压力及流量，所述呼气流量变化曲线及所述呼气总量显示部分停止更新数据。

与此同时，如图19所示，所述微控制器接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，先将第二酒精传感器的测量结果与第一酒精传感器的最后一次测量结果进行比较，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比大于一设定值Y％，则判定测量失败，并于显示界面上显示“测量失败”字样，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比小于所述设定值Y％，则判定测量成功，并用第二酒精传感器的测量结果对所述第一酒精传感器的最后时刻的测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准。校准方法如下：

例如，在第二气泵抽气前，第一酒精传感器已经进行了5秒时间的测量，如果以0.5秒作为读取测量结果的时间间隔，则第一酒精传感器对于本次吹气过程的10次测量结果分别是：99，145，159，170，165，170，169，173，173，170，单位为mg/100ml。

当第二气泵抽气完成后，第二酒精传感器测量得到的呼气酒精浓度是180mg/100ml时，我们认为该次呼气酒精测试的最终结果是180mg/100ml。如果上述第一酒精传感器进行的最后时刻的测量结果，即第10次读取的测量所得170mg/100ml是与第二酒精传感器同时测量所得时，我们认为该第一酒精传感器测量结果与第二酒精传感器测量结果之间存在误差，并以第二酒精传感器所得的测量结果作为标准值对第一酒精传感器测量所得的10个结果按线性比例进行校准，例如，第一酒精传感器读取的第10次测量结果170mg/100ml经校准后变为180mg/100ml，读取的第9次测量结果经校准后变为183mg/100ml，依次类推，第一酒精传感器读取的的10次测量结果经校准后变为：105,154,168,180,175,180,179,183,183,180，单位为mg/100ml。

为保证第一酒精传感器与第二酒精传感器测量结果可以进行校准，必须保证两个酒精传感器是同时采样分析的，为达到此目的，本步骤3中，当测量时间及呼气总量达到了规定量后，由于第一气泵是连续抽气的，因此，第二气泵可以立即进行抽气，同时读取第一酒精传感器中的读数，而不用像实施例一中那样，需要等到第一酒精传感器已经完成前一次测量后第二气泵才可以抽气进行分析测量。

如图19所示的自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示。所述第一酒精传感器连续测量结果显示区中显示的结果也由170更新为180mg/100ml。

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在所述步骤3中同样始终显示刻度值。所述表示酒精浓度的纵轴在所述步骤3对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

如图19所示为某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的曲线。测试人员可以从图19中观察到读取的每次测量结果均比前一次测量结果要高，呼气结束阶段酒精浓度趋于平稳，呈现明显的肺泡酒精特征，因此，从显示图中，测试人员可以得出此次测试为正常测试的结论。

如图21所示为某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的曲线。测试人员可以从图21中观察到读取的每次测量结果均比前一次测量结果要低，呈现明显的口腔酒精特征，因此，从显示图中，测试人员可以得出此次测试为口腔酒精的结论。

步骤4、自动分析判断口腔酒精。

如图2所示，口腔酒精的特点是呼气中酒精浓度先高后低，因此，可以在进行完步骤3后利用经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的曲线来自动分析判断口腔酒精。判断方法如下：

假设第一酒精传感器所读取到的酒精浓度测量结果共有n个，经第二酒精传感器校准后，测量结果分别为X1,X2,…Xn，单位为mg/100ml。其中，Xn与第二酒精传感器测量值相同，称为最终测量结果。

计算时，校准后的第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX大于等于某个阈值T(mg/100ml)，则口腔酒精可信度计数值F增加1。在这里，设置阈值T的原因是第一酒精传感器测量结果并不很准确，设置阈值T可以防止测量过程的误差对于可信度计算的影响，因此阈值T并非是必须的，它可以根据实际情况来调整设置或取消。

ΔXi＝Xi-Xn,i＝1到n-1。

如果ΔXi大于等于T,则F＝F+1，否则F不变。

依次类推，比较每一个Xi。

相应地，口腔酒精可信度P可以计算为：

P＝F/(n-1)。

P值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

如图20所示为某次测量时，经过第二酒精传感器校准后的第一酒精传感器测量结果的曲线上的8个值分别为:100,95,94,92,34,8,4,2，单位为mg/100ml。

因为第二酒精传感器得到的最终测量结果为2mg/100ml，则计算过程如下：

100－2＝98，取T＝1,则F＝1；

95－2＝93，取T＝1,F＝2；

94－2＝92，取T＝1,F＝3；

92－2＝90，取T＝1,F＝4；

34－2＝32，取T＝1,F＝5；

8－2＝6，取T＝1,F＝6；

4－2＝2，取T＝1,F＝7；

则P＝7/7*100％＝100％。

此时，显示界面上显示出“口腔酒精(可信度100％)”的字样。

值得一提的是，实施该自动分析判断口腔酒精的步骤4也可以在执行完步骤2后直接进行，而省略使用第二酒精传感器对第一酒精传感器进行校准的步骤3，当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述微控制器直接使用第一酒精传感器测量得到的n个酒精浓度测量结果，X1’,X2’,…Xn’，单位为mg/100ml，将第一酒精传感器最后一次的测量结果Xn’称为最终测量结果，计算时，直接用第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX’大于某个阈值T’(mg/100ml)，则口腔酒精可信度计数值F’增加1。

ΔXi’＝Xi’-Xn’,i＝1到n-1。

如果ΔXi’大于等于T’,则F’＝F’+1，否则F’不变。

依次类推，比较每一个Xi’。

相应地，口腔酒精可信度P’可以计算为：

P’＝F’/(n-1)。

P’值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

综上所述，本发明的一种显示测量过程的呼气酒精测试仪及测量方法，通过设置第一酒精传感器与第一气泵在被测人的一次呼气测量过程中进行多次测量，通过设置显示界面对整个呼气测量过程中的呼气总量、呼气流量变化曲线、酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果进行实时显示，通过设置第二酒精传感器与第二气泵在测量时间及呼气总量达到了规定量后进行一次测量，并用所述第二酒精传感器的测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，还可增加对口腔酒精的自动分析判断，能够监测并直观地显示呼气酒精测量过程，防止口腔酒精的影响，保证测量结果正确，且成本较低。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (35)

1.一种显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器；

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应；所述第二气泵仅在测量时间及呼气总量达到规定量后进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应；

所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果。

2.如权利要求1所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵；

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

3.如权利要求1所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵；

在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地与呼气中的酒精连续进行反应，所述微控制器以一短时间间隔来进行多次分析并获得多次测量结果。

4.如权利要求2所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述特定时长为0.2秒至2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得。

5.如权利要求3所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述短时间间隔短于2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。

6.如权利要求1所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述显示界面还实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、及呼气流量变化曲线。

7.如权利要求6所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述微控制器还接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，具体的，以第二酒精传感器的测量数据作为标准值对第一酒精传感器每次的测量结果按线性比例进行校准，从而对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示；

以第二酒精传感器的测量数据作为标准值对第一酒精传感器每次的测量结果按线性比例进行校准时，相应的计算公式为：

Xi＝Xi’(X/Xn’)，i＝1到n；

其中，Xi’、Xn’为第一酒精传感器第i次和最后一次的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml；X为第二酒精传感器的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml；Xi为经校准后的第一酒精传感器的第i次的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml。

8.如权利要求7所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每次的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分。

9.如权利要求8所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴供两条纵轴共用。

10.如权利要求9所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在整个呼气测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

11.如权利要求6所述的显示测量过程的呼气酒精测试仪，其特征在于，所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

12.一种呼气酒精测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供一呼气酒精测试仪；

所述呼气酒精测试仪包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器；

对所述第一酒精传感器与第二酒精传感器进行预先校准；

步骤2、启动所述呼气酒精测试仪，被测人向所述呼气酒精测试仪进行一次呼气，所述第一气泵进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应；

与此同时，所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器、与压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果；

步骤3、人工分析判断口腔酒精；

当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，测试人员通过观察显示界面上显示的酒精浓度变化曲线判断酒精来自于肺泡还是来自于口腔。

13.如权利要求12所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤3中所述第一气泵停止抽气的同时，所述第二气泵进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应；

与此同时，所述微控制器接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量结果对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，具体的，以第二酒精传感器的测量数据作为标准值对第一酒精传感器每次的测量结果按线性比例进行校准，从而对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示，测试人员通过观察显示界面上显示的酒精浓度变化曲线判断酒精来自于肺泡还是来自于口腔；

以第二酒精传感器的测量数据作为标准值对第一酒精传感器每次的测量结果按线性比例进行校准时，相应的计算公式为：

Xi＝Xi’(X/Xn’)，i＝1到n；

其中，Xi’、Xn’为第一酒精传感器第i次和最后一次的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml；X为第二酒精传感器的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml；Xi为经校准后的第一酒精传感器的第i次的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml。

14.如权利要求13所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤3在利用第二酒精传感器的测量结果对第一酒精传感器进行自我校准前，先将第二酒精传感器的测量结果与第一酒精传感器的最后一次测量结果进行比较，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比大于一设定值Y％，则判定测量失败，并于显示界面上显示“测量失败”字样，不进行自我校准，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比小于所述设定值Y％，则判定测量成功，可以进行自我校准。

15.如权利要求13所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤3以所述第二酒精传感器所得的测量结果作为标准值对第一酒精传感器多次测量所得的结果按线性比例进行自我校准。

16.如权利要求13所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤2中所述显示界面还实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、及呼气流量变化曲线。

17.如权利要求12所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵；

所述步骤2在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

18.如权利要求12所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵；

所述步骤2在在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地与呼气中的酒精连续进行反应，所述微控制器以一短时间间隔来进行多次分析并获得多次测量结果。

19.如权利要求17所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述特定时长为0.2秒至2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得。

20.如权利要求18所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述短时间间隔短于2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。

21.如权利要求16所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每次的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分；

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴供两条纵轴共用；

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

22.如权利要求21所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。

23.一种呼气酒精测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供一呼气酒精测试仪；

所述呼气酒精测试仪包括吹嘴、导气管、与所述导气管连通的第一酒精传感器、与所述第一酒精传感器连通的第一气泵、与所述导气管连通的第二酒精传感器、与所述第二酒精传感器连通的第二气泵、及与所述导气管连通的压力流量传感器，一微控制器电性连接所述第一酒精传感器、第一气泵、第二酒精传感器、第二气泵、及压力流量传感器，一显示界面电性连接于所述微控制器；

对所述第一酒精传感器与第二酒精传感器进行预先校准；

步骤2、启动所述呼气酒精测试仪，被测人向所述呼气酒精测试仪进行一次呼气，所述第一气泵进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应；

所述微控制器接收、处理所述第一酒精传感器的测量结果；

步骤3’、自动分析判断口腔酒精；

当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述微控制器直接使用第一酒精传感器测量得到的n个酒精浓度测量结果，X1’,X2’,…Xn’，单位为mg/100ml，将第一酒精传感器最后一次的测量结果Xn’称为最终测量结果，计算时，直接用第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX’大于等于某个阈值T’，单位为mg/100ml，则口腔酒精可信度计数值F’增加1；

ΔXi’＝Xi’-Xn’,i＝1到n-1；

如果ΔXi’大于等于T’,则F’＝F’+1，否则F’不变；

依次类推，比较每一个Xi’；

相应地，口腔酒精可信度P’计算为：

P’＝F’/(n-1)

P’值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

24.如权利要求23所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述第一酒精传感器相应与呼气中的酒精进行多次不完全反应的同时，所述微控制器还接收、处理所述压力流量传感器的测量数据，并传输给所述显示界面，所述显示界面实时显示整个呼气测量过程中的酒精浓度变化曲线、及所述第一酒精传感器每次的测量结果。

25.如权利要求23所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，在所述步骤2与步骤3’之间还包括一步骤23，当测量时间及呼气总量达到了规定量后，所述第一气泵停止抽气，所述第二气泵进行一次抽气、排气，所述第二酒精传感器相应与呼气中的酒精进行一次完全反应；

与此同时，所述微控制器接收、处理所述第二酒精传感器的测量数据，并用该测量数据对所述第一酒精传感器的最后一次测量结果进行校准，再对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，具体的，以第二酒精传感器的测量数据作为标准值对第一酒精传感器每次的测量结果按线性比例进行校准，从而对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准，自我校准后的酒精浓度变化曲线于显示界面上显示；

以第二酒精传感器的测量数据作为标准值对第一酒精传感器每次的测量结果按线性比例进行校准时，相应的计算公式为：

Xi＝Xi’(X/Xn’)，i＝1到n；

其中，X为第二酒精传感器的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml；Xi为经校准后的第一酒精传感器的第i次的酒精浓度测量结果，单位为mg/100ml。

26.如权利要求25所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤23在利用第二酒精传感器的测量结果对第一酒精传感器进行自我校准前，先将第二酒精传感器的测量结果与第一酒精传感器的最后一次测量结果进行比较，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比大于一设定值Y％，则判定测量失败，并于显示界面上显示“测量失败”字样，不进行自我校准，若二者的差值占第二酒精传感器的测量结果的百分比小于所述设定值Y％，则判定测量成功，可以进行自我校准。

27.如权利要求25所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，进行所述步骤3’自动分析判断口腔酒精时，使用经第二酒精传感器校准后的n个第一酒精传感器的测量值X1,X2,…Xn，单位为mg/100ml。其中，Xn与第二酒精传感器测量值相同，称为最终测量结果，计算时校准后的第一酒精传感器的每一测量值与最终测量结果相比较，如果差值ΔX大于等于某个阈值T，单位为mg/100ml，则口腔酒精可信度计数值F增加1；

ΔXi＝Xi-Xn,i＝1到n-1；

如果ΔXi大于等于T,则F＝F+1，否则F不变；

依次类推，比较每一个Xi；

相应地，口腔酒精可信度P计算为：

P＝F/(n-1)

P值越大，表示这次测量结果越可能是口腔酒精。

28.如权利要求25所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤23以所述第二酒精传感器所得的测量结果作为标准值对第一酒精传感器多次测量所得的结果按线性比例进行自我校准。

29.如权利要求25所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤2中所述显示界面还实时显示整个呼气测量过程中的呼气总量、及呼气流量变化曲线。

30.如权利要求23所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵与第二气泵均为往复式气泵；

所述步骤2在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵以一特定时长为周期进行多次抽气、排气，所述第一酒精传感器相应以所述特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次不完全反应。

31.如权利要求23所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述步骤1中的第一酒精传感器与第二酒精传感器均为燃料电池酒精传感器；所述第一气泵为连续式气泵，第二气泵为往复式气泵；

所述步骤2在在被测人的一次呼气测量过程中，所述第一气泵连续进行抽气，所述第一酒精传感器相应地与呼气中的酒精连续进行反应，所述微控制器以一短时间间隔来进行多次分析并获得多次测量结果。

32.如权利要求30所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述特定时长为0.2秒至2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器以特定时长为周期与呼气中的酒精进行多次反应的反应曲线进行包络获得。

33.如权利要求31所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述短时间间隔短于2秒；

所述酒精浓度变化曲线通过对所述第一酒精传感器连续与呼气中的酒精进行不完全反应获得。

34.如权利要求29所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述显示界面包括呼气总量显示部分、第一酒精传感器每次的测量结果显示部分、以及呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分；

所述呼气流量变化曲线与酒精浓度变化曲线的共用显示部分包括两条平行的纵轴及位于该两条平行的纵轴之间的横轴，其中一条纵轴表示呼气流量，另一条纵轴表示酒精浓度，所述横轴表示时间，且所述横轴供两条纵轴共用；

所述表示呼气流量的纵轴及表示时间的横轴在测量过程中始终显示刻度值；所述表示酒精浓度的纵轴在对整条酒精浓度变化曲线进行自我校准后对应显示刻度值。

35.如权利要求34所述的呼气酒精测量方法，其特征在于，所述呼气总量显示部分为肺状图标或指针。