CN210720399U - 一种信号自调节的酒精检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种信号自调节的酒精检测仪，它包括酒精传感器、信号调理电路和微控制器；所述酒精传感器，连接所述信号调理电路的输入端，用于采集用户呼出气体的酒精浓度信号传输至所述信号调理电路；所述信号调理电路的输出端，连接所述微控制器，用于将所述酒精浓度信号进行放大处理后传输至所述微控制器；所述微控制器，连接所述信号调理电路的反馈端，用于发出控制指令调节所述信号调理电路的输出信号。本实用新型解决了常规酒检仪因为不同批次型号的传感器，以及传感器性能衰减而带来的需要手动调节信号放大输出的问题，提高了产品质量，省时省力。

Description

一种信号自调节的酒精检测仪

技术领域

本实用新型涉及了一种信号自调节的酒精检测仪。

背景技术

常规酒检仪信号放大电路的放大倍数是固定的，不同的型号或不同批次的酒精传感器，传感器的敏感特性有时会存在较大的差异，此时常规酒检仪就需要更换反馈电阻以调整到合适的放大倍数，这样会增加生产的复杂性。

另外，当酒检仪使用一段时间后，由于传感器的使用损耗造成传感器的敏感特性衰减，为获得良好的测试性能，需要对酒检仪进行重新的标定，然而由于传感器的衰减可能会造成重新标定的失败，这时需要就更换反馈电阻以弥补传感器的衰减，甚至更换整个酒精检测仪；不但增加生产的复杂性，且费时费力。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种信号自调节的酒精检测仪。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种信号自调节的酒精检测仪，包括酒精传感器、信号调理电路和微控制器；

所述酒精传感器，连接所述信号调理电路的输入端，用于采集用户呼出气体的酒精浓度信号传输至所述信号调理电路；

所述信号调理电路的输出端，连接所述微控制器，用于将所述酒精浓度信号进行放大处理后传输至所述微控制器；

所述微控制器，连接所述信号调理电路的反馈端，用于发出控制指令调节所述信号调理电路的输出信号。

基于上述，所述信号调理电路包括数字电位器、电压偏置电路和放大电路；所述数字电位器的输入端连接所述微控制器，所述数字电位器的输出端连接所述放大电路的负输入端，所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。

基于上述，所述信号调理电路包括模拟开关、电压偏置电路和放大电路；所述模拟开关的输入端连接所述微控制器，所述模拟开关的输出端连接所述放大电路的负输入端，所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。

基于上述，所述信号调理电路包括三极管、电压偏置电路和放大电路；所述三极管的基极连接所述微控制器，所述三极管的集电极连接所述放大电路的负输入端，所述三极管的发射极与接地端相连；所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供了一种信号自调节的酒精检测仪，该酒精检测仪设置两条支路，其中一个支路包括酒精传感器、信号调理电路和微控制器，实现了用户呼出气体的酒精浓度信号的采集；另一支路包括微控制器和信号调理电路，实现了所述信号调理电路的输出信号的调节；因此，本实用新型解决了常规酒检仪因为不同批次型号的传感器，以及传感器性能衰减而带来的需要手动调节信号放大输出的问题，提高了产品质量，省时省力。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的信号调理电路的电路原理图。

图3是本实用新型的吹气检测电路的电路原理图。

图4是本实用新型的报警电路的电路原理图。

图5是本实用新型的存储芯片的电路原理图。

图6是本实用新型的微控制器及其附属电路的电路原理图。

图7是本实用新型的标定工作流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如附图1所示，一种信号自调节的酒精检测仪，它包括酒精传感器、信号调理电路和微控制器；所述酒精传感器，连接所述信号调理电路的输入端，用于采集用户呼出气体的酒精浓度信号传输至所述信号调理电路；所述信号调理电路的输出端，连接所述微控制器，用于将所述酒精浓度信号进行放大处理后传输至所述微控制器；所述微控制器，连接所述信号调理电路的反馈端，用于发出控制指令调节所述信号调理电路的输出信号。

本实施例给出了一种信号调理电路的具体实施方式，如附图2所示，所述信号调理电路包括数字电位器、电压偏置电路和放大电路；所述数字电位器的输入端作为所述信号调理电路的反馈端，连接所述微控制器；所述数字电位器的输出端连接所述放大电路的负输入端，所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。所述电压偏置电路的作用为抬高所述酒精传感器的输出信号，使得酒精浓度信号能够得到有效放大。

本实用新型的信号自调节过程在标定时完成，标定时，如附图7所示：给酒检仪通入特定浓度的酒精标气，该信号自调节的酒精检测仪通过所述酒精传感器对酒精标气，获得相应的酒精浓度信号；所述信号调理电路的同向比例放大电路对该酒精浓度信号进行放大处理后，经ADC转换器进行采样，将采样AD值传输至所述微控制器；所述微控制器对比采样AD值是否在合理范围内，若采样AD值在合理范围内，则保存此时的信号调理增益；若采样AD值不在合理范围内，则所述微控制器发出控制指令至所述数字电位器，以改变R₈₂的阻值，从而通过调整电阻(R₈₀+R₈₁)与电阻R₈₂之间比例调节所述信号调理电路的放大倍数，最终实现对本实用新型的增益调整，获得合适的信号调理输出，并保存此时的信号调理增益。

其中，信号的合理范围根据传感器的量程范围来确定。例如，1mg/L的酒，如果所述信号调理电路输出大于1000则判定信号放大输出合理；如果小于1000则判断信号放大输出不在合理范围内；所述微控制器发出控制指令至所述数字电位器，调整所述信号调理电路的放大倍数。

本实施例给出了一种报警电路的具体实施方式，所述微控制器的引脚还连接报警电路，所述报警电路为声音报警电路，如附图4所示。在其他实施例中，所述报警电路还可以为声光报警电路或者语音报警电路，所述声光报警电路包括光报警电路和声音报警电路，所述光报警电路采用高亮LED，酒精检测时，光报警电路闪烁报警，不进行检测时，可以用作照明手电；所述声音报警电路如附图5所示。所述语音报警电路采用型号为AC8040的语音芯片，进行酒精检测后，所述微控制器驱动AC8040语音芯片发出相应的语音提示。

本实施例给出了一种吹气检测电路的具体实施方式，所述微控制器的引脚还连接吹气检测电路，用于有效吹气过程的检测，如附图3所示。

本实施例中，所述酒精传感器的检测气腔与微型电磁泵的出气口密封连通，所述微型电磁泵的进气口与气体采集管路密封连通；所述气体采集管路通过导气管与所述吹气检测电路的检测气腔密封连通。其中，所述微型电磁泵通过继电器开关连接所述微控制器的引脚。检测到有效的吹气过程后，所述微控制器控制微型电磁泵工作，开始从气体采集管路中抽取样本气体给所述酒精传感器。在吹气过程中，一旦所述吹气检测电路检测到吹气过程中断，所述微控制器驱动所述报警电路动作给予报警提示。

优选地，所述吹气检测电路包括压力传感器和采样放大电路，如附图3所示，所述采样放大电路的输入端连接所述压力传感器，所述采样放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。在其他实施例中，所述压力传感器可以用热敏传感器、流量传感器或者MIC元件替换。

本实施例中，所述微控制器的引脚还连接触控显示屏和按键电路；实现触控操作和按键操作两种操控方式，两种操控方式不仅提升使用的方便性，还提升酒精检仪功能的可靠性。其中触控操作可选用触控操作和显示一体的显示屏，优选彩色显示触控屏。

本实施例中，所述微控制器的引脚还连接存储芯片和USB接口电路。所述存储芯片，如附图5所示；本实用新型通过所述存储芯片实现对系统设置信息和酒精测试信息的存储，所述存储芯片具有可扩展性，可以根据客户需求扩充存储容量。本实用新型通过USB接口模块实现对存储测试数据的导出查看、给酒精检测仪内置电池充电、以及对设备固件的升级维护操作。

本实施例中，所述微控制器的引脚还连接预留功能扩展接口和系统时钟模块；所述预留功能扩展接口用于方便将来的功能升级，如增加NFC、RFID功能等，所述系统时钟模块用于酒精检测仪校准周期的计时提醒功能和测试记录的时间标记功能。

具体的，所述酒精传感器的型号为MQ-303A。如附图6所示，所述微控制器的型号为STM32系列的单片机，可以为STM32F103VET6，或者其他上述功能的酒精传感器和微控制器。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：所述微控制器的引脚还连接无线传输模块，所述无线传输模块与远程监控终端通讯互联；本实用新型通过所述无线传输模块将检测结果传输至所述远程监控终端，以便用户进行远程监控。

具体地，所述无线传输模块为WiFi无线传输模块、蓝牙无线传输模块或者4G无线传输模块；所述远程监控终端为智能手机、平板电脑或者平台服务器。

本实用新型通过无线传输模块或WiFi无线传输模块将测试结果上传到远程监控终端；还可以通过蓝牙无线传输模块与其他设备通讯互联，实现测试结果的打印输出。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：所述微控制器的引脚还连接微型摄像头，所述微型摄像头型号为HDR-CX100E，或者其他可以实现图像采集的拍照模块。本实用新型通过所述微型摄像头获取被测试人的信息，如被测试人的面部信息、身份证信息、驾驶证信息和车牌信息，拍照后通过图像识别技术，可以很方便的提取相关信息，省去了手动输入这些信息的麻烦，并且通过这些信息可以唯一确定被测试人身份。

实施例4

本实施例与上述实施例的区别在于：所述信号调理电路包括模拟开关、电压偏置电路和放大电路；所述模拟开关的输入端连接所述微控制器，所述模拟开关的输出端连接所述放大电路的负输入端，所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。本领域技术人员可以对附图2进行简单调整获得本实施例中的信号调理电路，该调整为常规技术手段，本实用新型中不再详述。

实施例5

本实施例与上述实施例的区别在于：所述信号调理电路包括三极管、电压偏置电路和放大电路；所述三极管的基极连接所述微控制器，所述三极管的集电极连接所述放大电路的负输入端，所述三极管的发射极与接地端相连；所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。本领域技术人员可以对附图2进行简单调整获得本实施例中的信号调理电路，该调整为常规技术手段，本实用新型中不再详述。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：包括酒精传感器、信号调理电路和微控制器；

所述酒精传感器，连接所述信号调理电路的输入端，用于采集用户呼出气体的酒精浓度信号传输至所述信号调理电路；

所述信号调理电路的输出端，连接所述微控制器，用于将所述酒精浓度信号进行放大处理后传输至所述微控制器；

所述微控制器，连接所述信号调理电路的反馈端，用于发出控制指令调节所述信号调理电路的输出信号。

2.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述信号调理电路包括数字电位器、电压偏置电路和放大电路；所述数字电位器的输入端连接所述微控制器，所述数字电位器的输出端连接所述放大电路的负输入端，所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。

3.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述信号调理电路包括模拟开关、电压偏置电路和放大电路；所述模拟开关的输入端连接所述微控制器，所述模拟开关的输出端连接所述放大电路的负输入端，所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。

4.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述信号调理电路包括三极管、电压偏置电路和放大电路；所述三极管的基极连接所述微控制器，所述三极管的集电极连接所述放大电路的负输入端，所述三极管的发射极与接地端相连；所述电压偏置电路的输出端连接所述放大电路的正输入端和负输入端，所述放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。

5.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述微控制器的引脚还连接吹气检测电路。

6.根据权利要求5所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述吹气检测电路包括压力传感器和采样放大电路，所述采样放大电路的输入端连接所述压力传感器，所述采样放大电路的输出端连接所述微控制器的引脚。

7.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述微控制器的引脚还连接微型摄像头。

8.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述微控制器的引脚还连接触控显示屏、按键电路、存储芯片和USB接口电路。

9.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述微控制器的引脚还连接无线传输模块，所述无线传输模块与远程监控终端通讯互联。

10.根据权利要求1所述的信号自调节的酒精检测仪，其特征在于：所述微控制器的引脚还连接报警电路。

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