CN216350752U - 一种酒精和辐射检测模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种酒精和辐射检测模组，它包括采样线路板、数据处理线路板和辐射检测线路板，所述采样线路板上设置酒精传感器，所述数据处理线路板上设置主控制器、数据存储模块和通信模块，所述辐射检测线路板上设置辐射探测电路和电源管理电路；所述酒精传感器连接所述主控制器，用于将检测到的酒精浓度传输至所述主控制器；所述主控制器还分别连接所述辐射探测电路、所述数据存储模块和所述通信模块，所述辐射探测电路用于检测环境辐射剂量并传输至所述主控制器；在一个模组中集成了呼出气体酒精含量检测功能和环境放射性辐射强度检测功能，整个模组结构简单、体积小、成本低且安装方便。

Description

一种酒精和辐射检测模组

技术领域

本实用新型涉及酒精检测技术领域，具体的说，涉及了一种酒精和辐射检测模组。

背景技术

健康是幸福生活最重要的指标，目前越来越多的行业和场所开始重视对工作生活环境中各种健康安全指标的监测。在公交公司、矿业、企业考勤、健康检测等领域，需要配备酒精检测设备，以便在员工上岗前进行酒精浓度测试，防止员工饮酒上岗；在KTV、酒店、各种娱乐场所等公共场合，也需要配备酒精检测设备，以便用户在娱乐场所饮酒后进行酒精浓度测试，以避免酒后驾驶。但是，这种场合一般都不会配备一台独立的酒精测试仪，而是需要搭载到考勤机、广告播放媒体或者健康检测设备上。

如果在考勤机、广告播放媒体或者健康检测设备等设备上直接配备酒精测试仪，会有以下缺点：（1）完整的酒精测试仪比酒精浓度采样模组设计开发需求多、难度大、周期长、成本高，因此成本高于酒精浓度采样模组；（2）酒精测试仪虽然也可以作为酒精浓度采样模组使用，但由于它是造型结构要求复杂、功能完整多样、接口固定的产品，体积一般较大，作为模组使用时兼容性较差，不适于直接安装到各种应用场景的主机上。

另外，在能源、医疗健康、建材装饰及工农业生产等可能存在放射性危害的行业，除了有酒检需求外，还有对环境中X、β、γ等放射性射线辐射强度进行监测的需求，以保证在这种放射性风险较高的特殊环境中，人的身体健康不受损害。

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，从而提供一种酒精和辐射检测模组。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种酒精和辐射检测模组，包括采样线路板、数据处理线路板和辐射检测线路板，所述采样线路板上设置酒精传感器，所述数据处理线路板上设置主控制器、数据存储模块和通信模块，所述辐射检测线路板上设置辐射探测电路和电源管理电路；

所述酒精传感器连接所述主控制器，用于将检测到的酒精浓度传输至所述主控制器；

所述主控制器还分别连接所述辐射探测电路、所述数据存储模块和所述通信模块，所述辐射探测电路用于检测环境辐射剂量并传输至所述主控制器，所述数据存储模块用于存储检测到的酒精浓度信号和辐射剂量，所述通信模块用于将检测到的酒精浓度和辐射剂量传输至外部设备，所述电源管理电路用于提供所述辐射探测器的工作电源。

本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型提供了一种酒精和辐射检测模组，该酒精和辐射检测模组作为用于公用设备的酒精和辐射检测模组，在一个模组中集成了呼出气体酒精含量检测功能和环境放射性辐射强度检测功能，整个模组结构简单、体积小、成本低且安装方便；

2）该酒精和辐射检测模组只需进行酒精浓度采样分析，通过有线或无线的方式传输数据给不同类型的外部设备并通过外部设备显示结果，完成酒精浓度检测的工作；造型结构及功能简单、开发难度小、成本低且体积小，通信接口多样化，更适用于需要搭载到其他外部设备上联机工作的应用场景；

3）同时为了便于生产和维护，该酒精和辐射检测模组设置拨码开关来选择工作模式，在工厂生产或售后维护时，只需通过调整拨码开关将模组调至不同的工作模式，再通过简单的指示灯判断，即可独立完成标定和测试，而不需要人工通过主机按键操作或发送控制命令，也不需要显示具体的结果数值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的工作流程图；

图中：1.壳体；2.吹管；3.采样线路板；4.数据处理线路板；5.状态指示线路板；6.酒精传感器；7.吹气压力检测电路；8.温度检测电路；9.主控制器；10.数据存储模块；11.通信模块；12.拨码开关；13.状态指示灯；14.结果指示灯；15.辐射剂量指示灯；16.辐射检测线路板；17.电源管理电路；18.辐射探测电路；19.辐射探测器仓。

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，一种酒精和辐射检测模组，它包括采样线路板3、数据处理线路板4和辐射检测线路板16，所述采样线路板3上设置酒精传感器6，所述数据处理线路板4上设置主控制器9、数据存储模块10和通信模块11，所述辐射检测线路板16上设置辐射探测电路18和电源管理电路17；

所述酒精传感器6连接所述主控制器9，用于将检测到的酒精浓度传输至所述主控制器9；所述主控制器9还分别连接所述辐射探测电路18、所述数据存储模块10和所述通信模块11，所述辐射探测电路18用于检测环境辐射剂量并传输至所述主控制器9，所述数据存储模块10用于存储检测到的酒精浓度信号和辐射剂量，所述通信模块11用于将检测到的酒精浓度和辐射剂量传输至外部设备；所述电源管理电路17用于提供所述辐射探测电路18的工作电源。

可以理解，所述辐射检测线路板16位于辐射探测器仓19内，外部设备（考勤机、广告播放媒体或者健康检测设备等公用设备）作为主机，所述酒精和辐射检测模组作为从机，二者相互结合，可在各种应用场景下的公用设备上方便地增加酒精和辐射检测功能。

需要说明的是，所述辐射检测线路板16与所述酒精和辐射检测模组其他部分之间采用可拆卸式安装，因此，可以根据需求配置，在公用设备上单独增加酒精检测功能，也可以同时增加酒精检测功能和辐射检测功能，相比于现有的酒精检测仪和辐射剂量仪，本申请的酒精和辐射检测模组能够更加灵活地应用于公用设备上，适用范围更广。

在一种具体实施方式中，所述辐射探测电路18包括盖革计数管、信号转换电路、正极连接器和负极连接器，所述盖革计数管的正极连接所述正极连接器，所述盖革计数管的负极连接所述负极连接器，所述正极连接器与所述电源管理电路连接，所述负极连接器与所述信号转换电路连接；

需要说明的是，所述电源管理电路输出500V左右的高电压作为辐射探测电路18的电源，所述信号转换电路将盖革计数管内气体放电产生的模拟信号转换为数字信号，由主控制器采样并根据所述盖革计数管的系数转换因子计算辐射剂量率，通过通信模块传输给外部设备。

具体的，所述盖革计数管采用长度较短、体积较小、金属材质的J705盖革计数管。

在另一种具体实施方式中，所述辐射探测电路18采用半导体辐射探测器，所述电源管理电路通过所述半导体辐射探测器工作所需1V至3.3V的供电电压，不需要增加高压电源模块；

需要说明的是，所述半导体辐射探测器相比于盖革计数管探测器，具有能量分辨率高、性能稳定、体积小和安装方便的优点，目前市场上已有商业化的微型半导体辐射探测器产品，可以直接应用到所述模组上。所述模组只需要增加一个接口供电并接收辐射检测数据，避免了辐射检测功能模块的硬件开发，降低了模组的开发难度，且使模组体积更小。

可以理解，所述通信模块11可以采用有线通信模块或者无线通信模块：（1）所述酒精和辐射检测模组与外部设备之间的通信方式为有线通信方式时，所述通信模块11为有线通信模块，所述有线通信模块可以为TTL转USB模块或者TTL转RS232模块；具体的，使用主控制器的USART接口作TTL电平接口通信、使用主控制器的USART接口连接TTL转USB模块作USB接口通信、使用主控制器的USART接口连接TTL转RS232模块作RS232电平接口通信；（2）所述酒精和辐射检测模组与外部设备之间通信方式为无线通信方式时，所述通信模块11为无线通信模块，所述无线通信模块可以为GPRS模块、3G/4G/5G模块、蓝牙模块、LoRa模块或者WIFI模块。

具体的，所述模组采用有线通信模块时，模组中有线通信模块的通信接口可以采用插接式连接器，通过插接式连接器将所述模组对接到外部设备的通信接口上，同时起到数据通信和固定模组的作用。

具体的，所述酒精传感器6采用燃料电池型酒精传感器或者半导体型酒精传感器，所述主控制器9采用STM32系列的单片机或者其他可以实现上述功能的处理器，所述采样线路板3采用微型电磁铁抽气或者微型气泵进行采样，所述数据存储模块采用EEPROM存储模块或者其他可以实现上述功能的存储器。

在一种具体实施方式中，所述酒精和辐射检测模组采用微型气泵主动连续抽气：微型气泵进气口通过硅胶管与酒精传感器连接，所述微型气泵电连接所述主控制器；当启动酒精检测流程时，所述主控制器驱动所述微型气泵连续抽气采样，抽取的气体与酒精传感器反应后，通过微型气泵进气口进入并从所述壳体底部开设的排气口排出，从而将所述微型气泵出气口的气体导出到模组外部；

所述微型气泵在没有检测到酒精时的连续抽气采样时间固定为N秒（例如，6秒），当在这N秒内检测到酒精时，采样0.5秒后气泵立即停止抽气，并分析计算检测结果。

本实施例中，所述采样线路板3不包括吹气压力检测电路7，在启动酒精检测流程后，所述模组不是进入被动地等待吹气状态，而是直接进入主动抽气状态并完成酒精浓度的检测，无法对气体采样过程中的吹气动作是否标准进行监测，且对酒精气体的采样时间很短，因此，本实施例的酒精和辐射检测模组适用于快速排查和定性检测酒精浓度的场合。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：所述采样线路板3上还设置吹气压力检测电路7和温度检测电路8，所述吹气压力检测电路7连接所述主控制器9，用于将检测到的吹气压力信号传输至所述主控制器9，所述温度检测电路8连接所述主控制器9，用于检测到的环境温度信号传输至所述主控制器9。

可以理解，当启动酒精检测流程后，所述酒精和辐射检测模组进入等待吹气状态，直到有气体通过内置吹管时，所述吹气压力检测电路7将检测到的气体压力转化为电信号并输给所述主控制器9，所述温度检测电路8将检测到环境温度转化为电信号并传输给所述主控制器9用作温度补偿；所述主控制器9电连接所述酒精传感器6，计算待测气体的酒精浓度值并存储和传输，因此，本实施例的酒精和辐射检测模组适用于精确度要求高的酒精浓度检测场合。

具体的，所述吹气压力检测电路7包括压力传感器和第一信号调理电路，所述第一信号调理电路对压力传感器的输出信号进行放大、滤波等处理；所述温度检测电路8包括温度传感器和第二信号调理电路，所述第二信号调理电路对温度传感器的输出信号进行放大、滤波等处理；所述第一信号调理电路和第二信号调理电路为本领域技术人员知晓的现有技术，本实施例不再赘述。

实施例3

本实施例与上述实施例的区别在于：所述酒精和辐射检测模组还包括状态指示线路板5，所述状态指示线路板5上设置拨码开关12，所述拨码开关12连接所述主控制器，用于切换工作模式。

具体的，所述拨码开关12为二位拨码开关、三位拨码开关或者其他多位拨码开关中的一种，不同的工作模式对应不同的拨码组合；通过控制所述拨码开关12，控制所述数据处理线路板进入不同的工作模式。可以理解，在工厂生产或售后维护时，只需通过调整拨码开关将模组调至不同的工作模式，如附图2所示，再通过简单的指示灯判断，就可以独立完成酒精浓度的标定和自检，而不需要人工通过主机按键操作或发送控制命令，也不需要显示器显示数值，使得生产工艺大大简化，降低了成本。

进一步的，所述状态指示线路板5上还设置有分别与所述主控制器连接的状态指示灯13、结果指示灯14和辐射剂量指示灯15，所述状态指示灯13用于对模组状态变化进行指示，所述结果指示灯14用于对酒精浓度检测结果进行指示，所述辐射剂量指示灯15用于对环境辐射剂量检测结果进行指示。

具体的，所述状态指示灯13、结果指示灯14和辐射剂量指示灯15采用两色以上的多色灯。

在一种具体实施方式中，所述状态指示灯13、结果指示灯14和辐射剂量指示灯15三者都采用红、绿双色灯；

当模组上电时，所述状态指示灯13的绿灯保持长亮，表示电源供电正常；

模组在单机标定或自检工作模式开机后进入传感器复零状态，所述状态指示灯13的红灯点亮，复零结束后所述状态指示灯13的红灯熄灭，进入等待吹气状态；当检测到吹气时，所述状态指示灯13和所述结果指示灯14的红灯同时保持闪烁；当吹气完成且计算出结果时，闪烁停止；

若处于单机标定模式，所述结果指示灯14的绿灯亮表示标定合格，所述结果指示灯14的红灯亮表示标定值偏高，所述结果指示灯14不亮表示标定值偏低，辐射剂量指示灯15不亮表示辐射检测模块不工作；

若处于单机自检模式，结果指示灯绿灯亮表示自检合格，结果指示灯红灯亮表示自检值偏高，结果指示灯不亮表示自检值偏低，辐射剂量指示灯绿灯亮表示检测合格，辐射剂量指示灯红灯亮表示检测值偏低，辐射剂量指示灯红绿灯同时亮表示检测值偏高；

当模组处于联机使用模式时，其工作状态数据经通信接口发送给主机进行解析判断，并通过外部设备 （主机）的交互窗口显示，不需要通过指示灯判断，且当模组安装于外部设备 （主机）内部时，指示灯的工作状态也无从观察，因此该模式下指示灯的亮灭及颜色变化无效。

进一步的，所述酒精和辐射检测模组还包括壳体1、吹管2以及位于所述壳体1内的气道，所述采样线路板3、所述数据处理线路板4、所述辐射检测线路板16和所述状态指示线路板5设置在所述壳体1内，所述采样线路板3上的酒精传感器6通过管道与所述气道密封连通。所述壳体1包括可扣合的上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体设置有用于放置吹管2的凹槽，上壳体和下壳体扣合时能够固定内置吹管；所述上壳体开设有拨码开关窗口，所述拨码开关12位于所述拨码开关窗口中；所述下壳体开设通信接口窗口，所述通信模块11的接口位于所述通信接口窗口中。

具体的，所述吹管2的进气口在模组外部，在吹管管壁的外侧设有螺纹，用于通过对接螺母固定到主机内部；所述下壳体上还开设有四个定位孔，用于将所述模组固定到外部设备上。

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 (6)

1.一种酒精和辐射检测模组，其特征在于：包括采样线路板、数据处理线路板和辐射检测线路板，所述采样线路板上设置酒精传感器，所述数据处理线路板上设置主控制器、数据存储模块和通信模块，所述辐射检测线路板上设置辐射探测电路和电源管理电路；

所述酒精传感器连接所述主控制器，用于将检测到的酒精浓度传输至所述主控制器；

所述主控制器还分别连接所述辐射探测电路、所述数据存储模块和所述通信模块，所述辐射探测电路用于检测环境辐射剂量并传输至所述主控制器，所述数据存储模块用于存储检测到的酒精浓度信号和辐射剂量，所述通信模块用于将检测到的酒精浓度和辐射剂量传输至外部设备，所述电源管理电路用于提供所述辐射探测电路的工作电源。

2.根据权利要求1所述的酒精和辐射检测模组，其特征在于：所述采样线路板上还设置吹气压力检测电路和温度检测电路，所述吹气压力检测电路连接所述主控制器，用于将检测到的吹气压力信号传输至所述主控制器，所述温度检测电路连接所述主控制器，用于检测到的环境温度信号传输至所述主控制器。

3.根据权利要求1所述的酒精和辐射检测模组，其特征在于：还包括壳体、吹管以及位于所述壳体内的气道，所述采样线路板、所述数据处理线路板和所述辐射检测线路板设置在所述壳体内，所述采样线路板上的酒精传感器通过管道与所述气道密封连通。

4.根据权利要求1所述的酒精和辐射检测模组，其特征在于：所述辐射探测电路包括盖革计数管、信号转换电路、正极连接器和负极连接器，所述盖革计数管的正极连接所述正极连接器，所述盖革计数管的负极连接所述负极连接器，所述正极连接器与所述电源管理电路连接，所述负极连接器与所述信号转换电路连接。

5.根据权利要求1所述的酒精和辐射检测模组，其特征在于：还包括状态指示线路板，所述状态指示线路板上设置拨码开关，所述拨码开关连接所述主控制器，用于切换工作模式。

6.根据权利要求5所述的酒精和辐射检测模组，其特征在于：所述状态指示线路板上还设置有分别与所述主控制器连接的状态指示灯、结果指示灯和辐射剂量指示灯，所述状态指示灯用于对模组状态变化进行指示，所述结果指示灯用于对酒精浓度检测结果进行指示，所述辐射剂量指示灯用于对环境辐射剂量检测结果进行指示。

Images