CN1136750C - 呼气气体成分测量计及具备测量气体成分功能的蜂窝电话 - Google Patents
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Abstract
公开了一种改进的呼气气体成分测量计,包括手掌大小的外壳,其前侧和后侧分别有呼气采集和排出槽,至少一个电源,通过相关联的开关连接到电源的CPU,连接到CPU的半导体气体传感器,以及固定在外壳前侧并连接到CPU的显示设备。该半导体气体传感器的安装允许人嘴呼出的呼气沿呼气采集槽到呼气排出槽的途径流过气体传感器。手掌大小的外壳的大小和配置使人能够在手持测量计将呼吸从嘴呼出到呼气采集槽的同时,观察显示。
Description
技术领域
本发明涉及呼气气体成分测量计及具备测量气体成分功能的蜂窝电话,尤其涉及给出某人口臭的难闻程度指示,或者给出醉酒程度指示的测量计和蜂窝电话。
背景技术
口臭的主要原因是嘴中的细菌斑产生了挥发性硫化物,嘴巴中的细菌能够活跃在高于体温1摄氏度左右。口臭由硫化氢(H2S)和甲硫醇(CH3SH)组成。口臭程度取决于不同因素,例如年龄、身体状况、刷牙或进食之后经过的时间、嘴巴疾病或者唾液的分泌。尽管某人的口臭已强到足以为他人感知,但很可能口臭的这个人自己却没有注意到这种难闻的气味。这样,有的用户希望能够容易地测量呼吸的难闻程度,如果他确实有口臭的话。
为了满足这种需求,日本实用新型申请公开第5-28324号中提出了一种呼气气体成分测量计,这种呼吸测量计用于那些对其呼吸比较注重或者患有牙齿疾病的用户。呼吸测量计使用了半导体气体传感器,后者对呼气的气体中一些选出的气体成分敏感,给出其呼吸中气味的难闻程度指示。如果电源开关“打开”,加热以净化呼吸传感器,然后,响应于传感器上流动的呼吸,确定气味成分的数量,最后,以图形或数字形式显示测量结果。
人们希望喝饮料来放松。但是,已发现饮酒量和肝硬化,以及在饮酒量和酒精相关性之间有重要的关系。因此,应当将饮酒量限制在放松精神的程度。这样,用户希望能够容易地测量醉酒程度。
为了满足这种需求,日本实用新型申请公开第4-15063号中提出了一种呼气气体成分测量计。呼吸测量计使用了半导体气体传感器,后者对呼气的气体中的酒精敏感,给出其醉酒程度指示。如果电源开关“打开”,加热以净化呼吸传感器,然后,响应于传感器上流动的呼吸,确定酒精含量,最后,在一些液晶显示器上显示测量结果,每个液晶显示器在发光时,表示特定的饮酒量。
上述呼吸测量计可以使用不同的半导体传感器,只要这些传感器适用于此目的,能够检测到人的呼吸中一些选出的气体成分,例如甲硫醇和乙醇等。
人们通常会在交谈或餐后担心其呼吸。这种情况下,呼吸测量计的大小最好能够让人随身携带,可以容易地进行呼吸测试,而不被他人注意。但是,传统的呼吸测量计配备了相当大尺寸的能够给出臭气程度的数字和图形表示的液晶显示设备,以及一块显示备用测量情况下剩余时长的附加显示。因此,呼吸测量计的尺寸较大,使人无法随身携带,无法进行呼吸测试而不为他人注意。
在醉酒测量计方面,饮酒的人希望进行呼吸测试,最好一眼就能够看出他已醉到何种程度。
不方便的是,常规的呼吸测量计结构使人无法在将嘴靠近传感器吹口气时,仍能看到显示。这种位置使人无法通过察看一会显示来确认测试在正确的位置进行。因此,人们通常不得不重复进行呼吸测试。
发明内容
有鉴于此,本发明的一个目的是提供一种呼气测量计,它尺寸较小,配置成允许人随身携带,在进行呼吸测试的同时,能够观察测试的进行而不为他人察觉,使得他一眼就能够看到测试结果。
为实现该目的,呼气气体成分测量计包括手掌大小的外壳,其前侧和后侧分别有呼气采集和排出槽,至少一个电源,通过相关联的开关连接到电源的CPU,连接到CPU的气体传感器,以及固定在外壳前侧并连接到CPU的显示设备,按照本发明对该呼气气体成分测量计进行改进,使得气体传感器的安装允许人嘴呼出的呼气沿呼气采集槽到呼气排出槽的途径流过气体传感器,手掌大小的外壳的大小和配置使人能够在手持测量计将呼吸从嘴呼出到呼气采集槽的同时,观察显示。
呼气气体成分测量计还可以包括连接到CPU的蜂鸣器,该蜂鸣器响应于气体传感器对呼气的检测,告知用户检测到呼气。
CPU可以编程成允许显示器显示随检测到的成分量变化的图。
气体传感器具有口臭敏感特性,从而给出人呼吸中臭味程度的指示。
这些图可以显示随检测到的成分量变化的面容。
气体传感器可以具有酒精敏感特性,从而给出醉酒程度的指示。
这些图可以示出杯中剩余的液体量和/或随检测到的成分量变化的面容或姿势。
CPU可以编程成允许显示设备给出测量计进入测量备用状态之前还剩下的时长的图形表示。
气体传感器可以是半导体气体传感器,但是也可以使用任何其它适当的气体传感器。
本发明的另一目的是提供一种具有测量呼气气体成分功能的蜂窝电话。
为了实现该目的,按照本发明的具有测量呼气气体成分功能的蜂窝电话的特征在于,手掌大小的外壳的前侧和后侧分别有呼气采集和排出槽,气体传感器安装在外壳上,允许人嘴呼出的呼气沿呼气采集槽到呼气排出槽的途径流过气体传感器,蜂窝电话的CPU连接到气体传感器,编程成能够确定传感器所检测到的呼气气体成分量,允许蜂窝电话的显示设备显示确定的呼气气体成分量。
该蜂窝电话还可以包括连接到CPU的蜂鸣器,该蜂鸣器响应于气体传感器对呼气的检测,告知用户检测到呼气。
CPU可以编程成允许显示设备显示随检测到的成分量变化的图。
气体传感器具有口臭敏感特性,从而给出人呼吸中臭味程度的指示。
这些图可以显示随检测到的成分量变化的面容。
气体传感器可以具有酒精敏感特性,从而给出醉酒程度的指示。
这些图可以示出杯中剩余的液体量和/或随检测到的成分量变化的面容或姿势。
CPU可以编程成允许显示设备给出测量计进入测量备用状态之前还剩下的时长的图形表示。
气体传感器可以是半导体气体传感器,但是也可以使用任何其它适当的气体传感器。
附图说明
图1的框图示出了按照本发明的呼气气体成分测量计;
图2(a)是设计用于测量令人不快的嘴臭程度的呼气气体成分测量计的前视图,而图2(b)是测量计的后视图;
图3(a)到(h)的图形表示给出了指示令人不快的臭气程度增加的不同的图;
图4(a)是设计用于测量醉酒程度的呼气气体成分测量计的前视图,而图4(b)是测量计的后视图;
图5(a)到(h)的图形表示给出了醉酒程度增加的不同的图;
图6的框图示出了按照本发明的具有测量选定呼气气体成分功能的蜂窝电话;
图7(a)是具有测量令人不快的臭气程度功能的蜂窝电话的前视图,而图7(b)是测量计的后视图;
图8的流程图示出了如何确定令人不快的臭气程度;以及
图9是示出如何确定令人不快的臭气程度的另一流程图。
具体实施方式
参看图1和2,描述了用于测量令人不快的臭气或怪味的呼气气体成分测量计。它具有手掌大小的外壳2,在外壳前侧和后侧分别有呼气采集和排出槽3和4。显示设备6固定在外壳2的前侧,开关5出现在前侧。从图1中可以看出,呼气测量计1的手掌大小的外壳2中包括电源7,通过开关5连接到电源7的CPU9,连接到CPU9的半导体气体传感器10,以及连接到CPU9的蜂鸣器8。CPU9可以完成所需的算术操作和控制。半导体气体传感器10的安装允许人嘴呼出的呼气沿呼气采集槽3到呼气排出槽4的途径流过气体传感器。从图2中可以看出,手掌大小的外壳的大小和配置使人能够在手持测量计1将呼吸从嘴呼出到呼气采集槽3的同时,观察显示器6。
显示设备6给出的图形表示代表了测量结果,将测量计置成备用测量状态所剩的时长,电池可用的电力的剩余量,以及其它有用信息。
用于指示人呼吸中难闻程度的口臭敏感半导体气体传感器10是瓷绝缘体,外涂二氧化锡(SnO2)半导体材料,瓷绝缘体内置有加热线圈。日本专利申请公开第1-35368号中详细描述了这样一种半导体气体传感器。
蜂鸣器8响应于半导体气体传感器10的呼气检测,告知用户检测到呼气。CPU9编程成允许显示器6显示随检测到的成分量变化的图,后面将会详细描述。
下面描述呼吸测量计1的使用方式:
首先,压下电源开关5,将电源7连接到具有呼吸测量计1部件的电路中,然后,显示6上显示男人和女人的脸,以及3颗心(见图3a)。同时,在半导体气体传感器10的加热线圈上施加电压,实现半导体气体传感器10的加热净化,将其维持在给定的恒定温度(测量备用状态)。在显示上心的数量随时间减少,表示到达备用状态还剩下的时间(见图3a,3b和3c),最终没有心的标记显示,从而在半导体10的加热净化的完成时刻,显示6上留下了2张笑脸(见图3d)。之后,用户将呼吸测量计1靠近嘴边,吹口气到呼气采集槽3。
蜂鸣器8响应于半导体气体传感器10的信号,发出连续声音,告知用户已完成所需测量。呼吸中甲硫醇和乙烯的混合气体被传送到加热的半导体气体传感器10,在那里燃烧,从而减少了半导体气体传感器10的电阻,相应增加了CPU9中流动的电流。CPU9比较电流的增加量和一组基准值,进行所需的混合气体的浓度计算,然后,CPU9在显示器6上显示计算结果。呼吸的难闻程度以显示器6中选定的图块表示。
参看图3(e)到3(h),令人不快的混合气体相对于呼吸的浓度如果位于从0到0.19ppm(无较重口臭)的范围,则以3颗心标记表示(参见图3e);令人不快的混合气体的浓度如果位于从0.2到0.29ppm(可感口臭)的范围,则以2颗心标记表示(参见图3f);令人不快的混合气体的浓度如果位于从0.3到0.49ppm(较重口臭)的范围,则以1颗心标记表示(参见图3g);令人不快的混合气体的浓度如果超过0.5ppm(强烈口臭),则以黑心标记表示(参见图3h)。因此,脸上的笑容越来越少。
这种指示会在几秒钟内自动消失,从而完成测量。如果电池用尽,则响应于电源开关5的压下,4颗心显示并消失,从而告知用户电池缺电。也可以使用心形标记和年轻男性和女性的笑容之外的图形表示,例如条形图。
参看图4和5,描述了用于测量酒醉程度的呼气气体成分测量计。它使用了对酒精敏感的半导体气体传感器,其瓷绝缘体外涂二氧化锡(SnO2)半导体材料。CPU编程成能够完成所需的算术操作和控制。此外,CPU还被编程成允许显示设备给出以下图形表示:呼吸测量计到达测量备用状态所剩的时长;酒醉程度和其它有用信息,例如电池中剩余的电量。
下面描述呼吸测试的方式:
首先,压下电源开关5,将电源7连接到具有呼吸测量计1部件的电路中,然后,显示6上显示一张脸和装满酒的杯子(见图5a)。同时,在半导体气体传感器10的加热线圈上施加电压,实现半导体气体传感器10的加热净化,将其维持在给定的恒定温度(测量备用状态)。杯中酒的数量随时间减少,表示到达备用状态还剩下的时间(见图5a,5b和5c),最终在半导体10的加热净化的完成时刻,显示空杯子(见图5d)。之后,用户将呼吸测量计1靠近嘴边,吹口气到呼气采集槽3。
蜂鸣器8响应于半导体气体传感器10的信号,发出连续声音,告知用户已完成所需测量。CPU9进行所需的乙基酒精相对于呼吸的浓度计算,在显示器6上显示计算结果。醉酒程度以杯中剩余酒量来表示,它由显示器6中选定的图块表示。
参看图5(e)到5(h),0到0.09mg/l(开始)范围内的酒精浓度由3个等级表示(参见图5e);0.1到0.19mg/l(可感醉酒)范围内的酒精浓度由2个等级表示(参见图5f);0.2到049mg/l(醉酒较重)范围内的酒精浓度由1个等级表示(参见图5g);超过0.5mg/l(严重醉酒)的酒精浓度由空杯表示(参见图5h)。因此,杯中的剩余酒量和面容发生改变。可以采用随醉酒程度增加而变化的其它合适的图。
这种指示会在几秒钟内自动消失,从而完成测量。如果电池用尽,则响应于电源开关5的压下,空杯显示并消失,从而告知用户电池缺电。
图6和7示出的蜂窝电话21具有测量呼出气体成分的功能。如图6所示,该蜂窝电话包括CPU11,相关联的ROM12和RAM13,发射机和接收机电路14,驱动电路15,液晶显示单元16,包括按键71、72、73---的控制台17,天线18,麦克风19,接收机22和半导体气体传感器10。CPU1根据存储在ROM12中的不同程序,以及例如从RAM13检索到的数据,实现所需的算术操作和控制,收发的信号可以在CPU11控制下的发射机和接收机电路14中处理。具体而言,发射机和接收机电路14将来自麦克风19的话音表示信号转换成传输信号,通过天线8传送。在信号到达天线18时,发射机和接收机电路14将其转换成话音表示信号,传送到接收机22。
液晶显示器16通过驱动电路15连接到CPU11,例如如下显示CPU11所完成的算术操作和其它处理的结果:显示正在呼叫的人的电话号码和姓名。所需的信息可以通过按下控制台17上选定的按键来输入。
所描述的蜂窝电话21具有测量呼吸难闻程度的功能。从图7中可以看出,手掌大小的可折外壳由在26铰接的两部分组成。一部分可折外壳具有显示单元6和固定在外壳上的接收机22,而另一部分具有控制台17,其前侧具有多个按键71、72、73,其后侧附有可拆卸的电池组25。此外,可折外壳的另一部分在其前侧和后侧分别有呼气采集和排出槽23和24。半导体气体传感器10的安装允许人嘴呼出的呼气沿呼气采集槽23到呼气排出槽24的途径流过气体传感器10。呼气采集槽23可以作为接口管或扬声器19的一部分。
显示设备6给出的图形表示代表了测量结果,将测量计置成备用测量状态所剩的时长,电池可用的电力的剩余量,以及其它有用信息。
用于指示人呼吸中难闻程度的口臭敏感半导体气体传感器10是瓷绝缘体,外涂二氧化锡(SnO2)半导体材料,瓷绝缘体内置有加热线圈。
蜂窝电话21的CPU11编程成能够确定传感器所检测的难闻呼吸成分的数量,允许蜂窝电话21的显示器16显示所确定的难闻呼吸成分的数量。此外,与CPU11相关联的ROM12和RAM13存储确定呼吸难闻程度的模式下,控制和完成必要的操作所需的程序和数据,后面将会详细描述。蜂窝电话21还可以包括连接到CPU11的蜂鸣器(未示出),该蜂鸣器响应于半导体气体传感器11对呼气的检测,告知用户检测到呼气。
在使用中,按下开始按键以启动半导体气体传感器10的加热净化,将测量计置入备用状态。之后,用户将呼吸导入呼气采集槽23,导致半导体气体传感器10的电阻发生改变,从而使得呼吸能被检测。响应于呼吸的检测,流经半导体气体传感器的加热器的电流降低,同时确定了电阻。将如此确定的电阻(后温度降低)与电阻(前温度降低)的比率与一组值比较,以确定呼吸的难闻程度,后者在显示16上给出。
此外,可以在与线路另一侧的人通话的同时实现呼气测量。可以改进蜂窝电话,使其响应于通信开始按键的按下,启动加热净化,从而允许在电话通话期间进行呼气的所需测量。这样得到的测量结果在显示16中给出。随时监视电池组25的剩余可用电量,优先将剩余电量分配用于通信。
下面参看图8,描述呼气测量处理。
通常按下电源键,使蜂窝电话21保持在备用状态,以接收另一移动台的呼叫。如果不是这样,则按下电源按键71,将电源连接到接有蜂窝电话选定部件的电路中(步骤1),这样将蜂窝电话21设置成了备用状态(步骤2)。之后,按下测量键72以在预定时长内将相当高的电压施加在气体传感器10的加热线圈上,进行半导体气体传感器10的加热净化,从而消除传感器表面的其它物质颗粒或水(步骤3和4)。如果传感器在相当长时间内未使用,则传感器表面易于出现这种粉状外部物质和水,它们出现在传感器上会对测量产生负面效果。因此,传感器保持在提升的温度上。
通过显示上时间的数字变化,例如,5→4→3→2→1,通知用户他必须等待多久呼吸测量计才能到达备用状态。
在完成加热净化之后,显示上显示“0”和“向呼气采集槽呼气”(步骤5)。用户将嘴靠近呼气采集槽23,并向呼气采集槽23呼气。这种姿势看似使用他的蜂窝电话,因此不会有人注意到他正在测量呼吸的难闻程度。
CPU11响应于气体传感器10的信号(步骤6),允许扬声器发出告警声,通知用户检测到其呼吸(步骤7)。在检测之后,CPU11决定周围的大气是否被污染,在肯定情况下,处理停止(步骤8);无法进行正确的测量。如果在加热的气体传感器10上燃烧甲硫醇和乙烯混合气体,则气体传感器10的电阻降低,从而增加了流经它的电流。CPU11根据增加的电流确定电阻,比较这样确定的电阻和基准值。这样,可以确定混合气体的浓度(步骤9)。测量结果在显示16上给出(见图3e到3h)。
测量结果会在几秒钟内自动消失,从而完成测量,允许蜂窝电话返回其最初的备用状态,等待从另一移动台接收呼叫(步骤10)。
参看图9,给出了在与线路另一端的人通话时,蜂窝电话21进行呼气测量的方式。
首先,按下电源按键71,将电源25连接到接有蜂窝电话选定部件的电路中(步骤11),这样将蜂窝电话21设置成了备用状态,准备从另一移动台接收呼叫(步骤12)。不管发送还是接收呼叫,按下启动键73,然后,呼气测量处理自动启动(步骤13)。在按下启动键73之前,蜂窝电话21保持在备用位置,准备从另一移动台接收呼叫。
之后,检查电池组25的剩余可用电量(步骤14)。如果电池组25缺电,则将剩余电量优先分配给电话,而呼气测量必须终止。
如果电池组25允许进行呼气测量,则在预定时长内将相当高的电压施加在气体传感器10的加热线圈上,进行半导体气体传感器10的加热净化,以消除传感器表面的其它杂质或水(步骤15)。在加热净化完成之前,无法进行测量。显示16上不给出加热净化需要持续多长时间的信息。即使在显示16上给出这种信息,用户也无法察看显示,因为他将其蜂窝电话靠近嘴边。之后,气体传感器10的温度降低到进行测量的正常温度,在气体传感器10稳定在该情况下时,才实际进行测量。
通信始终进行,但是我们忽略了通信处理的描述。
当呼吸流经气体传感器10时,蜂窝电话保持在检测备用状态(步骤16)。这是因为用户在收听线路另一侧的人的话音时,不会发言,因此蜂窝电话等待轮到他发言和呼吸。如果在相当长一段时间内没有检测到呼吸,则决定周围的大气是否被污染,在肯定情况下,终止呼气测量(步骤17),从而只允许蜂窝电话进行普通的通信。这是因为在接收另一移动台的呼叫时,没有人会分辨周围情况如何。在否定情况下,允许蜂窝电话返回到备用状态以检测呼气(步骤16)。
呼吸中甲硫醇和乙烯的混合气体被传送到加热的半导体气体传感器10,在那里燃烧,从而减少了半导体气体传感器10的电阻,然后,根据电阻估计混合气体的浓度(步骤18)。在结束电话通信之后,用户按下结束键74(步骤19),然后在显示上显示测量结果(步骤20)。
因此,呼气测量结束,允许蜂窝电话返回到备用状态,准备接收另一移动台的呼叫。
CPU11可以利用多种软件来提供呼吸难闻程度测量中的不同功能,例如以下:
用户可以选择在接收来自其它移动台的每个呼叫之后,自动进行呼气测量的模式,也可以选择用户指令下才进行呼气测量的模式;
如果在预定时长中没有检测到呼气,强制蜂窝电话切换到只能进行通信的模式,从而节省电池组中的电能;
不管在电话交谈期间,呼气测量重复了多少次,都只显示最后一次测量结果,以告知用户进行长时间电话交谈所造成的呼吸难闻程度;
呼气测量只在假定电话交谈结束之前进行,这根据上次电话交谈所占用的时间,根据电话交谈历史纪录估计的平均时长或者与特定对象交谈时最可能占用的时长来假定,前述交谈对象可以根据他或她的电话号码识别。
描述的本发明应用于折叠式蜂窝电话,后者有助于呼气测量,只有呼气采集槽以槽23的形式位于其接口管附近。不管采用何种类型的蜂窝电话,只要其配置使用户将嘴靠近气体传感器,或者用手将呼吸重定向到气体传感器便以足够。
上述半导体气体传感器对呼吸难闻程度敏感。也可以使用对酒精敏感的半导体气体传感器,从而给出醉酒程度指示。此外,可以通过以下方式修改呼气气体成分测量计和具有确定呼气气体成分功能的蜂窝电话:改变其半导体气体传感器,检测除了难闻呼吸之外的任何体臭,例如狐臭、脚臭、月经臭或者失禁溺臭。
在显示所给出的用于表示呼吸难闻程度或者醉酒程度的图形方面,面容图随着测量增加程度而变化。在确定呼气的难闻程度增加时,脸上的笑容越来越少,而随着醉酒程度的增加,脸变得越来越红。这种图在相关事故中易于理解。同样,表示上述任何体臭测量的图的例子是:正常情况下,显示上的人形笔直站立;不卫生情况下人形蜷曲;最坏情况下人形倒下。
Claims (4)
1.一种具有测量呼气气体成分功能的蜂窝电话,其特征在于,手掌大小的外壳的前侧和后侧分别有呼气采集和排出槽,气体传感器安装在外壳上,允许人嘴呼出的呼气沿呼气采集槽到呼气排出槽的途径流过气体传感器,蜂窝电话的CPU连接到气体传感器,编程成能够确定传感器所检测到的呼气气体成分量,允许蜂窝电话的显示设备指示确定的呼气气体成分量。
2.根据权利要求1的具有测量呼气气体成分功能的蜂窝电话,其中它还包括连接到CPU的蜂鸣器,该蜂鸣器响应于气体传感器对呼气的检测,告知用户检测到呼气。
3.根据权利要求1或2的具有测量呼气气体成分功能的蜂窝电话,其中CPU编程成允许显示设备显示随检测到的成分量变化的图。
4.根据权利要求1或2的具有测量呼气气体成分功能的蜂窝电话,其中所述气体传感器具有口臭敏感特性,从而给出人呼吸中臭味程度的指示。
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