DE2340678A1

DE2340678A1 - Alkoholtestgeraet

Info

Publication number: DE2340678A1
Application number: DE19732340678
Authority: DE
Inventors: Joseph P Hoppesch; Stuart A Schubert
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1972-08-15
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1974-02-28
Also published as: DE2340678C3; JPS5652258B2; FR2196718A5; JPS49109091A; CA997585A; AU5833773A; SE409371B; US3877291A; IT1001527B; DE2340678B2; GB1398190A

Description

j AlkoholtestgerSt ;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung j zum Untersuchen einer Atemprobe auf ihren Alkoholgehalt.

i ■ ■

Aufgabe der Erfindung ist es, die Meßgenauigkeit eines solchen Ver-

fahrens und einer solchen Vorrichtung zu erhöhen. Das vird durch die im Anspruch 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale erreicht.

Durch die Erfindung wird insbesondere ein kleines, tragbares, leicht zu bedienendes Testgerät mit einer Anzeigeskala geschaffen, dessen Anwendungsmöglichkeiten später noch beschrieben werden. T-'inige Merkmale der Erfindung sind hierbei auch auf andere Gerätearten und auf andere Anwendungsmöglichkeiten übertragbar.

Ein solches Testgerät kann z.B. von einem Verkehrspolizisten zur Feststellung benutzt v/erden, ob ein angehaltener und der Trunkenheit verdächtigter Autofahrer für eine weitere Laboruntersuchung festgehalten werden muß. Es ermöglicht einem Verkehrspolizisten,

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schnell auf der Straße einen Blastest vorzunehmen, und hilft so die Zeit des Polizisten einzusparen. Es erlaubt auch dem angehaltenen und zu Unrecht verdächtigten Fahrer, schneller seinen Weg fortzusetzen.

Das erfindungsgemäße Testgerät hat den Vorteil, daß es sowohl Mittel zum Reinigen des Detektors von Rückständen eines vorhergehenden Testes und zum Aufbereiten des Detektors wie auch Mittel zum

des Zustands
Messen/des Detektors nach dessen Aufbereitung besitzt, so daß der Detektor nach zufriedenstellender Aufbereitung eingesetzt werden kann, wodurch die Genauigkeit der Ergebnisse erhöht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile kommen in der folgenden Beschreibung !und in den Patentansprüchen zum Ausdruck.

Die Erfindung wird nun an zwei Ausführungsbeispielen und anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Testgerätes nach der einen Ausführungsform gemäß der Erfindung, \

Fig. 2 ein Schaltbild des Testgerätes der Fig. l_r

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Testgerätes nach der, zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fign. 4a Schaltbilder für das Testgerät der Fig. 3, und 4 b

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■Fig. 5 ein Schaltbild eines externen Eichgerätes für das Testgerät der Fig. 3,

Fig. 6 Schaltverbindungen bei der Einführung von Steckern,

ibis 8 die in Verbindung mit dem Testgerät der Fig. 3 be-

j nutzt werden,

Fig. 9 einen Querschnitt durch den inneren mechanischen Aufbau des Testgerätes der Fig. 3,

;Fig. Io einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 9,

iFig. 11 ein Teilschaltbild für eine wählbare Schaltungsände-

^! rung der Schaltung der Fig. 4,

|Fig. 12 eine graphische Darstellung von Leitfähigkeit und

• ein- und

Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit/desselben Detektorelementes während einer, typischen "Aufbereitung "vor dem Gebrauch,

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Leitfähigkeit in Ab-

einj und hängigkeit von der Zeit/desselben Detektorelementes, das auf zweierlei Weise bei einer alkoholfreien Blasprobe betrieben wird, und

Fig. 14 eine graphische Darstellung ähnlich der in Fig. 13,

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' wobei Temperatur und Leitfähigkeit unter verschiedenen Umständen während einer alkoholhaltigen Blasprobe gezeigt sind.

]In Fig. 1 ist ein allgemein mit Io bezeichnetes Testgerät dargestellt, das erfindungsgemäß ausgeführt ist. Das Testgerät Io weist I einen Eingang 12 und einen Ausgang 14 für die zu prüfende Atemluft

j auf. Ferner weist das Testgerät ein Anzeigeinstrument 16, einen j Schalter 18 mit zwei Stellungen, einen Druckknopf 2o zum Einschalten des Testgerätes und einen Druckknopf 22 für die Meßanzeige auf.

'In Fig. 2 ist die elektrische Schaltung für das Testgerät Io gejzeigt; die Schaltung besitzt einen Detektor 24, der für die Anzeige des Alkoholgehaltes in der Blasprobe dient, eine Pumpe 26 für die Reinigung des Detektors 24 bei entsprechender Stellung des Schalters 18/ wobei die Umgebungsluft durch den Detektor hindurchgeleitet wird, Batterien 28, 3o und 32 und Widerstände 34 und 36.

Der Schalter 18 weist vier Schalter 18A, 18B, 18C und 18D auf, die gemeinsam geschaltet werden. Sie sind in der Stellung!Reinigung gezeigt. Der Detektor 24 weist ein Widerstandselement 24A und 24B auf, das in einem Halbleiter (z.B. ZnO-) eingebettet ist, wodurch eine Detektoreinheit 24AB gebildet ist, und ferner Heizwiderstände 24C und 24D, um das Gehäuse des Detektors oder die Zelle zu erwär-τλ»>-.. (Diese Zelle ist vorzugsweise so ausgebildet, wie es die zweite Ausführungsform in Fig. 9 näher zeigt.)

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Erste Ausführungsform

Die Arbeitsweise und die Schaltung der oben genannten Elemente wird am besten unter Einbeziehung des Testablaufes dargestellt. Für den Test wird der Schalter 18 in die dargestellte Stellung: Reinigung gebracht und der Druckknopf 2o niedergedrückt und danach J in dieser Stellung vom Benutzer gehalten. Dadurch wird die Batterie j 28 über das Widerstandselement 24B und den Heizwiderstand 24D goschlossen. Zusätzlich wird die Batterie 28 über die Serienschal-

i tung von Widerstand 36 und Anzeigeinstrument 16 (durch die Kontak-

i te der Schalter 18D und 18C) geschlossen.

■ Das Anzeigeinstrument 16 dient hierbei zum Ablesen der Spannung !der Batterie 28 und zeigt ihren Ladezustand an. Falls der Ladezu-'stand nicht ausreicht, wie es vorzugsweise auf der Skala des Anzeigeinstrumentes (Fig. 1) angezeigt ist, kann mit dem Test nicht fortgefahren werden, bis die Batterie wieder aufgeladen (oder in , einigen Fällen ersetzt) worden ist.

In der niedergedrückten Stellung des Schalters 2o wird auch die > Batterie 3o (durch die Schalter 18B und 18A) über die Serienschal-i tnng des Elementes 24A und des Heizwiderstandes 24C geschlossen. ^:

i ^T:a -?ie Pumpe 26 im Nebenschluß zum Widerstand 24C liegt, wird

<ch ihr Motor mit Strom versorgt.

L^c--rob fördert die Pumpe Luft durch die Detektoreinheit 24 /-P

BAt) ORIGINAL A09809/0935 ™*

des Detektors 24, während der Detektor aufgeheizt wird, um ihn über seine normale Betriebstemperatur (z.B. 27O°C) hinaus zu erwärmen (z.B. auf 34O°C).

Der Benutzer hält den Druckknopf 2o weiterhin für eine gewisse Zo^;t dauer (z.B. eine Minute) in der niedergedrückten Stellung und Schaltet dann den Schalter 18 auf die Stellung:Meßanzeige. Dadurch

yerden die Schalter 18A und 18B geöffnet und das Anzeigeinstrumert

16 (über 18C und 18D) in Reihe mit dem Schalter 22, der Batterie ,32 und dem Widerstand 34 gelegt. Etwa zu dieser Zeit drückt der

Beisitzer auch den Druckknopf 22 für die Meßanzeige und beobachtet, daß der Zeiger des Anzeigeinstrumentes 16 im unteren Meßbereich steht (z.B. im Bereich 16B der Fig. 1). Falls das nicht der Fall ist, schaltet er den Schalter 18 in die Stellung:Reinigung zurück, wartet ein wenig (z.B. 15 oder 2o see) und wiederholt dann diesen Vorgang.

Ist einmal eine hinreichende Reinigung vollzogen worden (was durch den obigen Vorgang angezeigt wird), verläuft der Test folgendermaßen weiter: Die untersuchte Person bläst direkt in den Einlaß 12, wobei zur selben Zeit die untersuchende Person den Druckknopf 2o loslaßt und den Druckknopf 22 niederdrückt. Die untersuchte Person sollte nach Möglichkeit tief L'jft holen und dann ununterbrochen die Lv't in den Einlaß 12 ausatmen. Das Anzeigeinstrument 16 zeigt dan ile Al'^oholkonzentration im Atem an, wobei der Zeiger im roten ^ r^i^'i (I^R) steht, v/enn ä±a Alkoholkonzontration im Blut den zul^:-?3j.ci-.n viert übersteigt, und i:^. grünen Boreich Π Γ-G) , wenn

/₊O S 8 O 9 / O 9 3 5

BAD

diese Alkoholkonzentration unter dem zulässigen Wert liegt.

Für die Anzeige der Reinigung und für den eigentlichen Test gibt das Anzeigeinstrument 16 den Strom an, der durch einen Schaltkreis fließt, der aus einer Serienschaltung des Anzeigeinstrumentes, dem Schalter 22, der Batterie 32, dem Widerstand 34, der Batterie 3o und der Verbindung zum Element 24B besteht; (eine Parallelschaltung aus 2o, 24D und 28 existiert bei der Reinigungsanzeige und dir

Serienschaltung über 28 während des eigentlichen Tests). Dieser j
Schaltkreis wird durch den Halbleiter im Detektor 24 zwischen den

ι Elementen 24A und 24B geschlossen, die jetzt als Elektroden dienen. Daher kann man vom Anzeigeinstrument 16 den Widerstand der vorqe-

! heizten Detektoreinheit 24AB ablesen. Während des Testvorgangen wird jeder Alkohol in der Luft, die durch den Halbleiter strömt, den Widerstand erniedrigen und einen großen Zeigerausschlag des Anzeigeinstrumentes verursachen. Nichtalkohole in der Blasprobe werden jedoch keine Wirkung zeigen.

Die Testgeräte der Fign. 1 und 2 können noch mehrere zusätzliche ,Merkmale aufweisen. Am Einlaß 12 kann noch eine weitere Vorrichtung, z.B. die in der vorgenannten Anmeldung Nr.136,921 beschriebene, oder ein einfaches Plastiknundstück angeschlossen werden. Die untersuchte Person könnte hierbei auch eine am Auslaß 14 befestigte ^ute aufblasen oder eine daran angeschlossene Pfeife zum Tönen ":.r.<Ter.. Es ist nicht notwendig, daß die untersuchte Person direkt

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in den Einlaß 12 bläst. Sie könnte zunächst in einen einfacher. Aufnahmeraum blasen (z.B. eine Tüte aufblasen oder mit ihrer Atcvi-

I luft eine Kolbenkairuner oder einen anderen Vorratsbehälter füllen) ,

!wobei danach dann die Blasprobe in den Einlaß 12 geführt wird.

i Zweite Ausführungsform

In Fig. 3 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Dieses Testgerät ist allgemein mit Io' bezeichnet und arbeitet mehr automatisch und sicherer. Es weist eine Anzeige 16' auf, die aus mehreren' Lappen 161 bis 16 9 besteht und vorzugsweise, wie dargestellt, beschriftet ist. Ferner weist das Testgerät einen einfachen Ein-Aus-Schalter 19 auf, wobei alle anderen Funktionen in Abhängigkeit vom Einlaß der Blasprobe automatisch ablaufen.

Wie aus der Fig. 3 zu sehen, weist das Testgerät Io' auch zwei lösbare Verbindungsstecker 4o und 42 auf. (Diese Stecker können, wenn sie losgelöst sind, gegen Verlust dadurch gesichert werden, daß sie, wie dargestellt, am Gehäuse befestigt sind. Weiterhin kann das Testgerät mit einem Tragriemen 48 versehen sein.) Wie in Fig. i 3 nichr zu sehen, weist das Testgerät Io' auch einen Einlaß 12' für di-3 Blasprobe und einen Lufteinlaß für die Reinigungspumpe auf. Beides , sowie die Anordnung des Detektors 24 und der Pumpe 26 ist In Fig. 9 gezeigt. '

In Firr. 4A ist die Schaltung des Testgeräten dargestellt. Sie weirt

409809/0935 _{BAD 0R!e;},,_L

eine Detektoreinheit 24" mit getrennten, anliegenden Heizwiderständen 24C und 24D und innere Fühler 24A und 24B auf. Das Testgerät Io' weist einen Fühler für den Blasdruck den Druckschalter 5o auf, der in der oben genannten, anstehenden US-Patentanmeldung mit der Nummer 136,778 beschrieben ist.

\ Der Druckschalter 5o ist Teil einer"Testbereit"-Schaltung, die die

I "bereit"-licht-emittierende Diode 167 udd die "Test"-Lampe 168 aufiweist. Der Schalter 5o bringt, wenn er geschlossen ist, beide Lam-

¹ pen 167 und 168 zum Leuchten, erregt dabei eine Relaisspule K3 und j löst eine rückstellbare Zeitgeberschaltung:Blasen aus. Der restli-

[ ehe Teil der Schaltung der Fig. 4A, wie im einzelnen noch näher be-

! schrieben wird, dient für die automatische Ausführung der von Hand

jausgeführten Vorgänge in der Ausführungsform der Fign. 1 und 2,

i '

; sowie für mehrere zusätzliche Vorgänge.

ι In Fig. 4B sind weitere Merkmale des Testgerätes Io' im einzelnen .dargestellt. Eine automatische Ausschalteinheit verhindert, daß die Batterien des Testgerätes Io' unnötigerweise entladen werden, wenn !das Ausschalten vergessen wurde. Nach einer vorgegebenen Zeit (z. B. 3 bis 4 min.) schaltet dieser Zeitgeber das Testgerät ab. Ferner ist eine automatische Meß- und Anzeigeschaltung (mit dem Licht 164 "aufladen") für den Batteriezustand vorgesehen und allgemein mit "aufladen" bezeichnet. Außer der "Aufladeschaltung" _Und der automatischen Ausschalteinheit weist die Schaltung der Fig. 4B eine 3atterie 32', den Ein-Aus-Schalter 19 und eine geregelte S-iar.r.-—igsquelle (Bezeichnung; + llV) für die Schaltung der Fig. 4Λ

- Io -

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: Die Schaltungen der Fig. 4 weisen eine Anzahl von Anschlußpunkten ; auf, die mit den Buchstaben A, B, C, D, E, F, H, J und K bezeichnet sind. Diese beziehen sich auf die Anschlüsse der Buchse für den Verbindungsstecker 4o. In Fig. 6 ist die Zusammenschaltung

^! durch einen Stecker 4o gezeigt, wobei die Anschlußpaare A und J _f

i
B und C, und E und F jeweils elektrisch zusammen verbunden sind,

während E, K und H elektrisch nicht verbunden sind.

Der Stecker der Fig. 6 ist der Betriebsstecker und schaltet für den Betrieb oder den Test die Verbindungen der verschiedenen entj sprechenden Anschlußpunkte der Fig. 4.

■ Fig. 7 zeigt den Ladestecker 4o', der anstelle des Steckers 4o

verwendet wird, wenn die Batterien des Testgerätes Io' aufgeladen ! werden. In diesem Fall werden die Anschlußstifte B, J, H und F extern mit zwei geeigneten Gleichspannungsversorgungseinheiten (z.B. 2,8 V und 13,5 V) verbunden, während die Stifte K und D untereinander verbunden sind.

Fig. 8 zeigt den Stecker 42, in dem nur A, B und H verwendet werden (Fig. 4A). Der Stecker 42 ist vorzugsweise anders gebaut (z. B. weist er 5 Stifte auf) als der Stecker 4o, um eine Verwechslung auszuschließen. Der Stecker 42 verbindet die Anschlüsse A und B. Um das Testgerät Io' zu eichen, wird ein ex-

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ternes Eichgerät loo, dargestellt in Fig. 5, verwendet. Bei der Eichung werden die Anschlüsse B, A und H des Gerätes loo mit den entsprechenden Anschlüssen der Fig.4A anstelle des Steckers 42 verbunden, wobei eine geeignete Wechselspannung (z.B. 12,6 V) an seinen Eingang gelegt wird, während das Testgerät Io' mit einer Eichgasprobe versorgt wird. Das Gerät loo weist einen Gleichrichter (Dioden lol, Io2) , Isinen Filter (Kondensatoren Io3, Io4) und einen Spannungsregler (Zenerdioden Io5, Io6) auf, um zwei integrierte Schaltkreise (MC 14 336 und P 2ol-9) mit geregelter positiver und negativer Spannung (Leitung +15 und -15) zu versorgen. Diese integrierten Schaltkreise dienen als ein Spitzenspannungsspeicher (voltage peak storage holding unit). Ein Schalter Io7 entlädt nach der Eichung oder für eine zweite Eichung (z.B. für ein anderes Testgerät) den Haltekondensator (o,47 Microfarad).

Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform

Im einzelnen und in Bezug auf Fig. 4 wird jetzt ein typischer Testablauf beschrieben, wobei vorausgesetzt ist, daß das Testgerät Io' für eine längere Zeit nicht benutzt worden ist. In diesen Fall sind der Betriebsstecker 4o der Fig. 6 und der Eichstecker 4 2 der Fig. 8 in ihren Buchsen, um folgende Anschlußpaare zu verbinden: A und J; B und C; E und F (Fig. 4B); und 42A und 42B. Diese Verbindungen sind in Fig. 4 durch punktierte Linien angedeutet. Zuerst wird der Ein-Aus-Schalter 19 (Fig. 4B) auf Ein gestellt. Der Schalter 19 ist vorzugsweise ein Tastschalter, der mechanisch

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in die mittlere (kontaktlose) Stellung gedrückt wird, aber zur Kontaktgabe entweder gegen die Ein- oder Ausklemmen gedrückt werden kann. Wenn der Schalter in die Einstellung gedrückt wird, wird die an der Leitung Ho anliegende Batterie über E und F (punktierte Linie) mit der Leitung 112 verbunden und versorgt einen SchlieS-Kreis 99 mit einer Relaisspule Kl mit Spannung. Diese Spule wird erregt, schließt den Relaisschalter KlA und verbindet die Batterie

'■ auch

32' dann mit der Leitung 112, wenn der Benutzer den Schalter 19 freigibt. Dadurch gelangt die Spannung über die Leitung 112 zur geregelten Spannungsquelle (Widerstand 113 und Ze--nerdiode 114) zur Aufladeschaltung, zur automatischen Ausschalteinheit und (über einen Widerstand 115) zur Licht emittierenden Diode (LED) 165 für "Ein". Sie leuchtet auf und leuchtet weiter, um anzuzeigen, daß das Testgerät eingeschaltet ist.

Die Aufladeschaltung weist eine weitere Ze^nerdiode 116 auf, die ! in Serie mit einem Widerstand 117 zwischen den Leitungen 112 und j Ho liegt, um eine Spannung am Verbindungspunkt der Serienschaltung bezüglich Leitung 112 zu bilden. Dieser Verbindungspunkt ist mit der Basis eines PNP-Transistors 118 verbunden, dessen Emitter mit der +11V geregelten Spannungsleitung verbunden ist und dessen , Kollektor einerseits über einen großen Widerstand 119 geerdet ist und andererseits über einen kleineren Widerstand 12o an der Basis eines NPN-Transistors 121 liegt. Der Transistor 121 ist mit seiner Emitter-Kollektor-Schaltung in Serie mit dem Strombegrenzungswjderstand 123 und der Ladeanzeige LED 164 geschaltet. In Betrieb,

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wenn die Spannung zwischen den Leitungen 112 und Ho unter einen vorgegebenen Wert (bestimmt durch 116) fällt, wird der Transistor 118 leitend, wodurch der Transistor 121 leitend wird und die LED J 164 zum Aufleuchten bringt. Z.B. wird für eine Nickel-Cadnium- ;

j

Batterie 32' mit einer Nennspannung von 12 V, die eine Spannung j von über 12,5 V liefert, eine Ze-^nerdiode 116 so gewählt, daß die ^wAufladeschaltung"die LED 164 für Spannungen zwischen 112 und Ho j

ι ι

ί von weniger als etwa 12 V zum Aufleuchten bringt, wodurch ein

ί i

schlechter Ladezustand der Batterie 32' angezeigt wird, j

Die automatische Ausschalteinheit ist im wesentlichen ein Zeitgeber mit einem zwischen 112 und Ho liegenden RC-Glied (Widerstand ι

! 13o und Kondensator 131). Ein Unijunktiontransistor 132 wird gezündet, wenn die Spannung des Kondensators einen vorgegebenen Wert ' erreicht. Die Zündung von 132 schaltet einen Transistor 133 (Teil

des Schließ-Kreises 99) ab, wodurch Kl außer Strom gesetzt wird, [ KlA öffnet und die Verbindung zur Leitung 112 gelöst wird. ι

ι t

j Wird der Schalter 19 in seine Ausstellung gedrückt, dann wird ein

ί ;

kleiner Widerstand 135 parallel zum großen Widerstand 13o des !

ι ■ Zeitgliedes geschaltet, um die Zeitkonstante kleiner zu machen, \ womit der Unijunktiontransistor 132 sofort gezündet wird und das Testgerät abschaltet. Die Diode 13ID dient der Entladung des Kondensators 131 als überbrückung des großen Widerstandes 13o«

wird die Batterie mit der Leitung 112 verbunden, se liegt die^c (z.B. 12 V) und die andere geregelte Svanning (ζ.B= 31 ".

auch an den bezeichneten Anschlüssen der Schaltung in Fig. 4A. Durch die Erregung der Relaisspule Kl wird auch ein zweiter Relaisschalter KlB geschlossen, womit der Motor der Reinxgungspumpe 26 über den normalerweise geschlossenen Relaisschalter K2B parallel ; zur Batterie 28 geschaltet wird (die eine Nickel-Cadnium-Batterie sein kann), wobei die Anschlüsse A und J, wie durch die punktierte Linie angedeutet, über den Stecker 4o verbunden sind). Die Reinigungspumpe 26 wird eingeschaltet, und der Fühler 24A des Detektors und der Heizwiderstand 24C der Detektorzelle mit Strom versorgt, wobei hier beide parallel zur Reinigungspumpe 26 geschaltet sind.

,Der Stromzweig mit dem Heizwiderstand 24C weist auch einen Thermo-

stat-Schalter TSl auf, der öffnet, sobald die Detektorzelle eine vorgegebene hohe Temperatur (z.B. 38°C) erreicht. TSl ist (über K2B und KlB) mit dem Minuspol der Batterie 28 verbunden, während die andere Seite des Heizwiderstandes 24C sowohl mit +11V als auch mit dem Pluspol der Batterie 28 verbunden ist. Der Verbindungspunkt

von 24C und TSl ist an einer Thermostaten-Sperrschaltung angeschlossen, die einen Bereitschaftszustand sperrt, wenn die Zelle nicht ihre vorgegebene Temperatur erreicht hat.

Die Relaisspule Kl (Fig. 43) schließt auch den Schalter KlC (Fig. ΊΑ), um die Batterie 3o über C-B, und dem Ruhekontakt von K3B) zum Fühler 24E des Detektors 7.4ΑΞ parallel su schalten. Parallel zur. Fühler 243 und dar Batterie Uecrt ein« Serienschai-ar.g eines zweiten Heizwiderstandes 24D ■.;?:.: -Ines thsrrrdsehen Schalters TS2„ (Der Schalter T£!2 wird als Theinr *:.~t benutzt, ur.i 2-iD ?.~ vberhitzon :.:-r Zr-lie z\z Xindem«)

Zusammengefaßt wird, wenn der Schalter 19 in die Einstellung gedrückt wird, LED "Ein" zum Leuchten gebracht, die automatische Ausschalteinheit eingeschaltet (die das Testgerät nach einer gewünschten Zeitdauer ausschaltet, falls es nicht vorher von Hand abgeschaltet wird), die Reinigungspumpe 26 eingeschaltet, die Fühler 24A und 24B des Detektors mit Strom versorgt und ebenso der Keizwiderstand 24C und 24D, um die Zelle aufzuheizen. Mit Strom werden auch die Schaltungen für die Anzeige von "Alkohol", "tarnung", "Alkoholfrei" und "Warten" mit Strom versorgt, obv/ohl, außer der letzteren, keine dieser Schaltungen bis jetzt betrieben

wird. Auch ist bis jetzt die Schaltung "Testbereit" oder die Zeitgeberschaltung "Blasen" nicht eingeschaltet worden.

Die Anlegung der Spannung an der Leitung 112' der Schaltung "Warten" (auf Reinigung) ergibt, daß die LED 166 "Warten" (verbunden über den Ruhekontakt eines Schalters K2A) aufleuchtet, wobei aber der Zeitgeber nicht ausgelöst wird. Dieser Zeitgeber besteht aus einer Serienschaltung von einem Widerstand I7o und einem Kondensator 171 zwischen der Leitung 112' und Erde.Der Verbindungspunkt von 17o und 171 liegt am Gate eines Unijunktion-Transistors UJTl an, der so geschaltet ist, daß er einen Thyristor SCRl feuert. Zuerst jedcch kann der Kondensator wegen der zwei Verbindungen zur Erde (über den kleinen Widerstand 173) nicht aufgeladen werden. Die eine dieser Verbindungen kommt (üb^r Leitung 175) von der Therrrostaten-Sperrschaltung und die andere ggfs. durch den Enit'ner-Kollekcor-Kreis eines Transistors 174,

JLO —

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Die Thermostatensperrschaltung weist einen NPN-Transistor 177 in Emitter-Basisschaltung auf, wobei der Kollektor mit Leitung 175 und die Basis (über Widerstand 179) mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 18o verbunden ist (dessen Kollektor auch über Widerstand 181 mit Erde verbunden ist). Der Emitter von I8o ist mit +11V und die Basis (über Widerstand 183) mit dem Verbindüngspunkt von TSl und 2 4C verbunden.

Im Betrieb hält die Thermostaten-Sperrschaltung die Leitung 175 auf Erde, bis TSl öffnet. Das wird dadurch verursacht, weil I8o und 177 durch die niedrigere Spannung an der Verbindung von TSl und 24C mit geschlossenem TSl über die Vorspannung leitfähig gehalten sind, wohingegen, wenn TSl öffnet, die Vorspannung an der Basis von I8o auf +11V geht und wegen der Sperrung von 18o die Vorspannung von 177 fällt. Dadurch wird eine Isolierung der Lei- > tung 175 bewirkt.

So kann der Zeitgeber der Schaltung "Warten" nur ausgelöst werden, wenn TSl eine vorbestimmte Temperatur des Gehäuses des Detektors mißt.

Es ist jedoch für die Betätigung des Zeitgebers der Schaltung "Warten" auch notwendig, daß der Widerstand zwischen den Fühlern 24A und 24B auf einen hohen Wert steigt (was anzeigt, daß der Be-reitschaftszustand erreicht ist). Dieser Anstieg des WiderstandswortcT. wird noch genauer in Verbindung mit Fig. 12 erlfiutert. Der .·'?-.!or~t^rin<-i wird (nachdem dnr Schalter 19 qnschlor.jjon v'ur'.üc) v^i· r^r

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Teil der Schaltung "Warten" laufend geraessen, das den NPN-Transistor 185 aufweist.

Die Basis des Transistors 185 ist über einen Widerstand 185R und eine Diode 185D mit Erde verbunden und über einen Widerstand 186R, Leitung 186, dem Schleifer eines Potentiometers 187, eine Zener-,diode 18 8 und den Ruhekontakten des Schalters K3B mit dem Fühler 24B verbunden. Der Fühler 24A ist mit der Spannungsquelle 11V verbunden. Wenn der Widerstand zwischen 24A und 24B groß ist, bricht ■ die Spannung an der Zenerdiode 188 nicht zusammen, und die Basis von 185 wird in etwa auf Erdpotential gehalten, d.h. Transistor 185 sperrt. Wenn jedoch der Widerstand zwischen 24A und 24B fällt, bricht die Spannung der Zenerdiode 188 zusammen und 185 steuert durch.

Daher kann, nachdem das Testgerät Io' eingeschaltet wurde, der ;

i Zeitgeber "Warten" nicht ausgelöst werden, bis die Detektorzelle j eine erhöhte Temperatur (TSl ist offen) erreicht hat und der Wider-: stand zwischen 24A und 24B der Fühler anzeigt, daß der Bereitschaftszustand erreicht ist. Das dauert im allgemeinen 6o see.

Wenn beides angezeigt wird, beginnt sich der Kondensator 171 aufzuladen, wobei zur Sicherheit eine weitere Zeitverzögerung (z.B. 15 see. bei laufender Pumpe 26 und während des Aufheizens der Fühler 24A, 24B über die Batterien 28 und 3o) vorgesehen ist, um sicherzugehen, daß ausreichend gereinigt wurde und daß der Bereitcchaftszustand wirklich erreicht ist. Der Zeitgeber verhütet auch,

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daß, wenn die Detektorzelle zwar die Betriebstemperatur erreicht hat und der Widerstand zwischen 24A und 24B hoch ist, aber die Detektoreinheit 24AB unter der Betriebstemperatur liegt, eine falsche Anzeige "Bereit" stattfindet. Nach dieser Zeitdauer (z.B. 15 see.) zündet UJTl SCRl, um das Relais K2 zu erregen. (Ein Transistor 195 ist zum Ausschalten von SCRl vorgesehen und verhütet, daß SCRl während des Durchschaltzustandes des Transistors 185 gezündet wird.)

Falls zu irgendeiner Zeit die Fühler den Bereitschaftszustand verlassen, wird dies durch den Transistor 185 aufgezeigt, der dann durchgeschaltet wird und damit den Transistor 195 und SCRl abschaltet. Wenn der Fühler seinen Bereitschaftszustand wieder erreicht, wird der Zeitgeber wieder ausgelöst, und SCRl nach der Verzögerungszeit wieder gezündet.

Durch die Erregung von K2 werden die Schalter K2A und K2B betätigt. K2B öffnet den Stromkreis von der Batterie 28 zur Pumpe 26, Heiziwiderstand 24C und Fühler 24A. Die dem Fühler zuoeführte Leistung wird jetzt auf einen normalen Wert verringert (der ausreicht, um den Bereitschaftszustand aufrechtzuerhalten). Bei der Betätiguna des Schalters K2A wird das Licht 166 "Warten" abgeschaltet und die

!Schaltung "Test-bereit" und die Zeitgeberschaltung:Blasen (über 196) mit Spannung versorgt.

Dadurch leuchtet LED 167 "Bereit" auf, und der Druckschalter 5o

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für das Blasen wird "scharf" gemacht. Indem in den Einlaß 12* eine vorgegebene Zeit lang (z.B. 5 see) geblasen wird, um eine Elasprc.^ tief aus der Lunge zu erhalten, wird der Zeitgeber für das Blaser betätigt, womit LED 161 "alkoholfrei" aufleuchtet, und zwar wenn die geprüfte Blasprobe nicht bewirkt, daß der Detektor 24AB eine Biutalkoholkonzentration anzeigt, die für den Hinweis (LED 162 "Warnung") auf eine mittlere Trunkenheit (z.B. o,o5% BAC) oder für den Hinweis (LED 163 "Alkohol") auf einen fortgeschrittenen Trun-

kenheitszustand (z.B. o,l % - vorzugsweise der gesetzliche Grenzwert) ausreicht.

In einzelnen weist die Schaltung "Testbereit" einen Transistor 2ol ;a\'f, der über die auf 196 anliegende Spannung durchgeschaltet wird, ν-, (über einen Widerstand 2o2) die LED 167 zum Aufleuchten zu brin-CT^". (2ol und 167 werden durch das Zünden eines Thyristors SCR2 ü:..-r den Zeitgeber für das Blasen abgeschaltet) . Durch das Schließen ies Druckschalters 5o wird ein Transistor 2o3 durchgeschaltet, v;c.;-it die über 2ol mit Leitung 196 verbundene Lampe 168 "Test¹' auf-Ic-.cnte-'; -2ηά womit eine Relaisspule K3 erregt wird. Diese Spüle be- 'z':'t..gt einen Schalter K3A im Zeitgeber für das Blasen, wodurch ei.-ic: Erdvorbindung zu einem zeitbestimmenden Kondensator 2o5 gelöst wird, so daß dieser (über einen Widerstand 2o7) aufgeladen werden k...:n. Κ3Λ erdet dann die Basis von 185, um sich gegen die Anzeige dt? - "Ikohclgehaites in der Blasprobe zu sichern, wenn die Schaltu^q

.·.— für die Reinigung" in Betrieb ist. Wenn die angemessene -. 'c-hme daß der Druckschalter 5o wieder geschlossen wird, w

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den Zeitgeber für das Blasen zurückzusetzen) verstrichen ist, wird

! der mit dem Kondensator verbundene UJ2 gezündet, um SCP.2 einzuschalten, der die LED 167 und die Lampe 168 "Test" abschaltet und die Spule K3(über Diode 2o9) erregt.

(Wie später erläutert wird, kann SCR2 auch eine Sperrschaltung bctätigen, die jedes Signal von 161, 162 oder 163 unterdrückt, wenn

! keine geeignete Blasprobe vorhanden ist.)

Durch das Einschalten von SCR2 wird die Basis des Transistors 2ol wirksam auf Erde gelegt, wobei dieser abgeschaltet wird und folcr-

! lieh dann LED 167 "bereit" und Lampe 168 "Test" erlöschen.

: In diesem Fall wird kontinuierlich (mit einem über dem Schwellenwert des Schalters 5o liegenden Wert) eine Zeit lang in den Detektor 24' geblasen und zwar tief aus der Lunge heraus.

j K3B schaltet den Fühler 24B und den Heizwiderstand 24D

ab. Es wurde festgestellt, daß der Fühler einem geringeren Meßfeh- ; ler unterliegt, der durch den Blasdruck verursacht wird, wenn sei- : ne Heizfäden während dieser Zeit abgeschaltet sind.

Der Ausgang des Detektors 24AB erbringt bei der Blasprobe eine genaue Anzeige der Blutalkoholkonzentration, und von diesem Ausgang wird das Signal "Alkohol" oder "Warnung" abgeleitet.

Die Schaltung "Warnung" weist einen Thyristor SCR3 auf, der durch

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-ien Spannungsdurchbruch einer Ze-nerdiode 215 angesteuert wird, die über den Schalter K3B (in einer im wesentlichen ähnlichen Anordnung vie bei der Diode 188) mit 24A-24B und mit der llV-SchaJ-tung verbunden ist. Falls der Widerstand des Detektors 24AB aufgrund einwirkenden Alkohols fällt, wird eine vorbestimmte Spannunq (215 und das damit verbundene einstellbare und fixierte Widerstandsnetzwerk^ein Durchschalten von SCR3 bewirken, womit LED 16 2 "Warnung" aufleuchtet.

! In ähnlicher Weise weist die Schaltung 'Alkohol eine Ze-^nerdiode 22o auf, die in einer ähnlichen Schaltung mit dem Detektor 24AB

] verbunden ist. Falls der Widerstand 24A-24B aufgrund des Alkohols

ι auf einen noch niedrigeren Wert fällt, findet ein Spannungsdurchbruch der Ze--nerdiode statt und ein Thyristor SCR4 wird gezündet. Durch die Zündung von SCR4 wird die mit ihm in Serie liegende LED■ 163 zum Aufleuchten gebracht und signalisiert "Alkohol". :

Zusätzlich wird durch die Zündung von SCR4 die Basis eines NPN-Transistors 221 (über eine Leitung 217 und über einen Widerstand j 219) geerdet, dessen Emitter-Kollektor-Kreis in Serie mit der LED 162 und mit SCR3 liegt. (Dieser Transistor 221 wird, wenn der

[ Thyristor SCR4 ausgeschaltet ist, durchgeschaltet.) Immer wenn ei

Signal "Alkohol" gegeben wird, wird dadurch das Signal "Warnung" von LED 162 abgeschaltet, womit jede mögliche Fehlinterpretation der Testresultate verhütet wird. (Natürlich kann zu diesem Zweck ebenso gut ein Licht für eine "Warnung" bestimmt sein und zwei

können
Lichter^ für- "Alkohol" bestimmt sein. Auch andere Anordnungen koro-

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men in Frage.)

Die Schaltung "alkoholfrei" besteht aus einem einfachen RC-Glied ; (231,233) mit einem Unijunktiontransistor UJ3, der einen weiteren Thyristor SCR5 zündet. Dieser liegt in Serie mit LED 162 "εΐ-' koholfrei" und mit der Spannungsversorgung +12V. Der Zeitgeber

wird durch Lösen einer Erdverbindung (über Diode 22 5 und Leitunn 227) ausgelöst, indem K3A beim Schließen des Druckschalters 5c geöffnet wird. (Sollte das Blasen unterbrochen werden, bevor ds>-

ι Zeitgeber für das Blasen das Relais K3 schließt, stellt K3A eine

Erdverbindung her und entlädt den Kondensator 233, womit auch die "leitverzcgerung in der Schaltung "alkoholfrei" zurückgesetzt wird.) Die Zeitdauer ist langer als die vom Zeitgeber für das Blasen (z. B. 2o see. verglichen mit 5 see.), so daß eine ausreichende Zeit zum Aufleuchten der Signale "Warnung" oder "Alkohol" zur Verfugung steht. Falls die lichtemittierenden Dioden während dieser j Zeit nicht aufleuchten, zündet UJ3, um SCR5 einzuschalten, der ' dan Stromkreis von der +12V Versorgungsleitung über LED 161 ??chlie3t, und diese zum Aufleuchten bringt. Sollte jedoch entweler das Signal "Warnung" oder "Alkohol" gegeben werden (SCR3 cder SCR4 eingeschaltet), dann wird die Zeitverzögerung in der Schal- , tung "alkoholfrei" abgeschaltet (der zeitbestimmende Kondensator

' 233 /ird über eine Diode 241 und SCR3 oder über eine Diode 24 3, Leitung 217 und SCR4 geerdet).

Kleine Verzögerungen (durch die Kondansatoren 251,252,253) verhindern , daß die "Warnung", "Alkohol" cder "Reinigung" anzeigend-;:·rs

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Schaltungen zu schnell auf Signale vom Detektor ansprechen, und schützen vor schnell abklingenden Signalen. Eine Temperaturkompensation (thermistor 254,255 und Diode 185D) kann vorgesehen sein, um die Genauigkeit des Testgerätes bei verschiedenen Umgebungstemperaturen zu steigern.

Wie aus Fig. 9 zu sehen ist, weist der Detektor 24* eine Detektoreinheit 24AB auf, die eine Halbleiterperle mit darin eingekapselten Fühlern 24A und 24B enthält. Die Perle ist durch eine aus

einem Maschennetz bestehende Schutzhaube abgedeckt und auf einer Unterlage befestigt. Die Detektoreinheit 24AB befindet sich in einer Zelle 24L, die durch eine Glashülle 24E bestimmt ist. Wie

aus Fig. Io genauer zu ersehen ist, sind die Heizwiderstände 24C j
und 24D an der Außenseite der Glashülle angeschweißt (eine geeig-

, nete Abdeckung 24V, z.B. aus Teflon, stellt die elektrische Isolation sicher).

; Die Hülle 24E weist vier öffnungen auf, die.mit dem Einlaß 12', dem Auslaß 14, dem Druckschalter und mit der Pumpe 26 verbunden

> sind. Fin Metalldiffusor 26D ist in der letzteren öffnung vorgesehen, um die Reinigungsluft in der Zelle 24L zu verteilen. Die

, Pumpe 26 weist ein Rückschlagventil auf. !

Irr Einlaß 12* kann ggfs. ein kleines Loch (z.B. 3 mm im Durchmesser) vorgesehen sein, das parallel zur Oberseite des Gehäuses und V¹Ur^h d?n verdickten Teil der Seitenwand des Einlasses verläuft, ι ■". -co '-ird der Luftstrom durch die Zelle 24L vermindert.

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Während des Reinigungsvorganges wird Luft am Pumpeneinlaß angesaugt und, wie durch die dünnen Pfeile 11 angezeigt, durch die Detektoreinheit 24AB v.nd aus den zwei öffnungen 12' und 14 geblasen. Die von der untersuchten Person geblasene Luft strömt so, wie es durch die dicken Pfeile 111 dargestellt ist_f nämlich durch die Detektoreinheit 24AB und aus dem Auslaß 14 heraus.

Dia Thermos tat ~ "i TSl und TS2 sind vorzugsweise an der Außenseite üer Hülle 245 au^r beiden Seiten des Detektors 24' angebracht.

Die Thermos tater, und der Detektor 24 ' werden von einer Schicht ^'xs wärmeisolierendem Material umgeben (z.B. eine 1 cm dicke Schicht Polyurethan-Schaum).

Eine öffnung 14" kann zum Steuern des Luftstromes durch die Zello 24L dienen. Falls die öffnung 14' relativ groß gemacht wird, wurde festgestellt, daß die Detektoreinheit relativ wenig von der Zeit beeinflußt wird, während der die untersuchte Person bläst (z.B. 5 oder 7 oder Io see). Um jedoch den Detektor vom Blasdruck möglichst unabhängig zu machen, sollte die Größe dieser öffnung klein gehalten werden.

Als wünscl^ansvertes, zur Wahl stehendes Zubehör für die Schaltung In Fig. 4A kann eine Relaisspule K4 zwischen Leitung 196 der Schaltung "testbereit" mit dem Zeitgeber für das Blasen und dor Anode von SCP?, wie in Fig. 11 gezeigt, angeordnet werden. Dieses

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Relais weist einen Satz von Schaltkontakten K4A auf, die normalerweise offen sind und in Serie zwischen dem normalerweise offener Kontakt K3B und 42A liegen. Das Zubehör dient dazu, bis zur Erfüllung der Voraussetzungen an das Blasen eine Anzeige "Warnung'Oder "Alkohol" zu verhindern.

Die Detektoreinheit 24AB besteht aus einem Material, das, wie z.B. Zink oder Zinnoxyde, nach der Aufbereitung im erfindungsgemäßen Reinigungsvorgang eine markante Änderung in seinen Eigenschaften zeigt. Während andere Charakteristiken ebenso herangezogen werden können, ziehen es die Erfinder ganz allgemein vor, die Abnahte ■ des Widerstandes im Halbleiter zu verwenden.

Die Detektoreinheit 24AB enthält einen Körper aus porösem, gas- \ durchlässigem Halbleitermaterial, das sich zwischen den Fühlern

24A und 24B erstreckt und diese umgibt. Die für die Detektorein- ! heit 24AB benutzten Halbleitermaterialien sind vom Reduktionstyp. j Dieses Material ist ein Metalloxyd-Halbleiter vom N-Typ, wie z.B.

j SnO₂, ZnO, Fe₃O₃ und TiO₃, von denen ZnO und SnO₂ bevorzugt wer-

den. ^!

Li. ~ /orteilhaften Betriebseigenschaften, die sich aus der Erfindung ergeben, können aus der Fig. 12 ersehen werden, in der im unr.^re-n Teil die Leitfähigkeit gegenüber der Zeit von einem besond?- ren Taguchi (im wesentlichen SnO-) Detektorelement für zwei Fälie auzgetr· ~en ist. Die gestrichelte Linie 2oo ist eine graphische ..ir3teliung einer Detektoreinheit in Umgebungsluft, die in der

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ORIGINAL INSPECTED

vom Hersteller vorgeschlagenen Weise (d.h. eins der Elemente ?.AA oder 24B wird mit Strom versorgt) vom Zeitpunkt "O" auf der Zeitachse aufgeheizt wird. Typisch ist, daß über 4 min. für ein "kajt«s" testgerät benötigt werden, damit es "bereit" ist (zum Erreichen einer Leitfähigkeit von beispielsweise 1,5 χ lo-5 mhos). Diese Kurven wurden von einem Streifen-Zeitschreiber erhalten.

Kurve 4oo zeige die Leitfähigkeit für die Detektoreinheit 24AB, j vrie sie in dem Testgerät Io' der Erfindung benutzt wird. Anfänglich werden beide Heizelemente 24A und 24B eingeschaltet, womit ¹ die Temperatur der Detektoreinheit 24AB auf einen höheren V.ert air ! die "Arbeitstemperatür" dieser Detektoreinheit steigt- In diesem , J<all ist die Detektoreinheit nach Nichtgebrauch aufbereitet. Λ fänglich, wenn beide Heizelemente 24A und 24B eingeschaltet .sine. steigt die Temperatur der Detektoreinheit 24AB, wie es im oberen

' Teil der Fig. 12 mit der Kurve 4ooo (entsprechend der Kurve 4c: ■

ι schneller von der Umgebungstemperatur (z.B. 3O°C, Zinunertempera-I tür) an als der Anstieg der Kurve 2ooo (entsprechend der Kurve j 2oo). Die Temperatur wird auf einen höheren Wert gebracht, z.B.

I 34O°C. Diese Temperatur liegt über der "Arbeits"-Temperatur (etwa ¹ 27C°C) der Detektoreinheit. (Die Detektoreinheit könnte für den

; ι

I Alkoholtest bei einer solch hohen Temperatur nicht erfolgreich

j eingesetzt werden.)

An den Punkten 4ooA und 4oooA (selber Zeitpunkt) wird das El?¹*·:: - : 2,tA und c Pumpe 26 abgeschaltet. Dadurch sinkt die Tempera tu"

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BAD

Jer Detektoreinheit 24AB und die Leitfähigkeit fällt rasch aui einen niedrigen 7^Tcrt ab, der viel tiefer als der liegt, der mit einem einzigen aufgeheizten Element (Gruppe 2oo) sogar nach 5 oder mehr Minuten erreicht worden ist. Eine theoretische Erklärung dieser Erscheinung kann zur Zeit noch nicht gegeben werden.

Daher ergibt sich aus der Aufbereitung gemäß der Erfindung nicht nur ein schnelleres Erreichen des "Bereif-Zustandes, sondern auch eine niedrigere Leitfähigkeit in dem "Bereit"-Zustand. Es scheint auch, daß dies von der verbesserten Genauigkeit abhängt.

Weiterhin ergibt sich, wie in Fig. 13 gezeigt, aus dem erfindunasgeir.üßen Merkmal der Temperaturerniedrigung bei einer Blasprobe eine relativ geringere Abhängigkeit von den Blasproben ohne Alkohol. Dies ist ein erwünschtes Merkmal. In Fig. 13 zeigt die Kurve G das Ergebnis einer Blasprobe mit dem Taguchi Detektorelement, nachdem es aufbereitet worden ist, wobei seine normale Arbeitstemperatur (über 27O°C) aufrecht erhalten wird. Kurve H zeicL das Ergebnis derselben Detektoreinhext 24AB mit einer ähnliche-Fl^.sDrobe. Die Kurve zeigt den Augenblick, in dem die Blasprobc in Berührung mit dem Detektor kommt, wobei die beiden Heizelemente ·.;. -c sc'T/.t^.t sind. Das Maximum L der Kurve G ist 1,7.HaI so c'· J-V* 'J.as .'axinun M der Gruppe H. Wie es sich bald aus der DiskuFsaon cer "ic. 3.4 ergibt, ist dies ein Vorteil, da ein größeres Amplitu- «!-■^>n*^rer"·firnis von einer alkoholhaltigen Blasprobe zu einer alkoholfreien Bla^Drobs gegenüber den bekannten Testgeräten vorliec⁴-.

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Fig. 14 zeigt für verschiedene alkoholhaltige Blasproben die sich ergebenden Kurven. Die gestrichelten Kurven A¹ zeigen die .Ergebnisse, wenn nicht nach der Erfindung mit den Test- oder Reiinigungsmerkmalen verfahren wird. Zuerst findet die Aufbereitung i
statt, um eine niedrige Leitfähigkeit bei A-I zu erhalten, und

I dann wird 5 see lang eine Blasprobe mit einer Alkoholkonzentration

; von o,l % durchgeführt. Die ausgezogene Kurve A zeigt denselben

'Test, aber mit einem erfindungsgemäßen Merkmal, nämlich daß die ]Reinigungspumpe für Zeit ti eingeschaltet wird und bei t2, nach 15 see. z.B., abgeschaltet wird.

Die Kurven B¹ und B entsprechen den Kurven A und A' mit der Ausnahme, daß eine längere Zeit ( 7 see) in die Zelle geblasen wi. rd. Wie zu sehen, ist die Amplitude J von B/B¹ um den Betrag I größer als die von A/A'.

Die Kurven C und D stehen ebenfalls für Blasproben mit o,l % Blvtalkoholkonzentration, wobei aber gemäß dem Hauptmerkmal der Erfindung die den Elementen 24A und 24B zugeführte Leistung mit einsetzender Biasprobe abgeschaltet wird. Dieses Testmerkmal der Ki : f ind\mg ergibt in beiden Fällen ein Anwachsen der Amplitude l_ unr bewirkt auch eine relative Unempfindlichkeit gegenüber ftndervnc.-T .*? d3r Blasdauer von mehr als etwa 5 see, wenn die öffnungen ·5ο gusgeiegt sind, daß der Signalpeak nach etwa 5 see erreicht \-':i^^r'

η Kurven C und D zeigen den durch die Erfindung erhältlicher

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höheren Peakwert. Dieser höhere Wert für K in Bezug auf J zusammen mit den Ergebnissen in Fig. 13 (daß die Amplitude L etwa 1,7 mal so groß wie M ist) bedeutet, daß das mit C und D gezeigte erfindungsgemäße Verfahren ein ausgezeichnetes Verhältnis von alkoholfreier Blasprobe zu alkoholhaltiger Blasprobe ergibt. Dies ist leicht einzusehen, da sich J von B zu L von G wie etwa 5:1 ver-

j hält und K von C und D zu M von H etwa 2o : 1 verhält.

j Das erfindungsgemäße Verfahren weist auch eine sehr kurze Totzeit jnach einer Blasprobe mit Alkohol auf (vgl. F mit E in Fig. 14).

Bei- den oben beschriebenen graphischen Darstellungen sind die ;Temperaturen für typische Werte representativ. Jedoch können diese iWerte von Detektoreinheit zu Detektoreinheit beträchtlich schwan-

Die obigen Daten und jene der Fign. 12, 13 und 14 wurden mit einem besonderen Typ einer Detektoreinheit (ein Taguchi-Typ Io9) ermittelt und stellen in erster Linie experimentelle Daten dar und unterliegen daher Änderungen und möglichen Meßfehlern. Jedoch wird ancencr-men, daß diese Daten genau und repräsentativ sind.

t ist aufgezeigt worden, daß die Erfindung eine genauere Anzeig° der Alkoholkonzentration bei einer Blasprobe liefert, wobei ie Anzeige entweder vom Blasdruck oder von der Dauer des Blasens relativ unabhängig ist.

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Ein gemäß Fig. 2 aufgebautes Testgerät wurde erfolgreich getestet und brachte befriedigende Ergebnisse. Die Werte der benutzten Bauteile sind in Fig. 2 eingetragen , wobei der besondere Halbleiterdetektor ein Taguchi-Gas-Sensor-Modell TGS-H ist, das z.Z. im Handel von FIGARO ENGINEERING INC., Toyonaka City, Osaka, Japan erhältjlich ist. Die Reinigungspumpe 26 war das Modell 595, Childre &

iSaunders und das Meßinstrument war ein Simpson o-l ma (mit geeicr-

ine tem Shunt) .

!Genauso wurde ein gemäß Fig. 4 aufgebautes Testgerät erfolgreich

!geprüft, wobei die Werte der Bauteile aus der Fig. 4 zu entnehmen

!sind. Detektor und Motor waren vom selben Typ wie bei der ersten Ausführung. Die Thermostaten waren vom Typ mit Schnappkontakt und öffneten bei 4O°C. Die Heizelemente 24C und 24D wurden gebildet, indem eine leitfähige Tinte auf die Glashülle aufgebrannt wurde. Die Unijunktion-Transistoren waren 2N2646 (Motorola). Alle Thyristojren waren Clo3YY (General Electric). Die Dioden 225, 241 und 243 wpren 1N659 (Motorola) . Ze^-nerdiode 116 war eine 1N5223A; Zehnderdiode 22o und 188 waren 1Ν523οΑ; Ze^nderdiode war eine 1N5225; Diode 185D war eine lN4oool und Transistor 174 war ein 2N4 4o3.

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Claims

Patentansprüche

!.,Verfahren zum Untersuchen einer Atemprobe auf ihren Alkoholgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Testgerät mit einem Halbleiter als Detektor benutzt wird, der nach Aufbereitung in eire^ im wesentlichen von reduzierenden Substanzen freien Atmosphäre .ine vorgegebene elektrische Eigenschaft aufweist und eine andere elektrische Eigenschaft annimmt, wenn er einer reduzierenden Atmosphäre,z.B. alkoholhaltiger Luft, ausgesetzt wird, der ferner auf mindestens zwei höhere Temperaturen aufheizbar ist und der einen Sensor zurr. Erfassen der elektrischen Eigenschaft des Te+-2ktors besitzt,

:"aß der Detektor mit dem Halbleiter bei einer ausreichen-'' ro^sn Temperatur aufbereitet wird, um den Alkohol schneller aus der

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Zelle für eine Zeit zu entfernen, die für die Einstellung der einen elektrischen Eigenschaft ausreicht;

b) daß die Temperatur auf einen etwas kleineren Wert verringert und eine Blasprobe dem Detektor ausgesetzt wird;

ι c) und daß die ein Maß für den Alkoholgehalt darstellende Änderung der elektrischen Eigenschaft erfaßt wird. i
2, Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Halbleiter von mindestens einem Heizelement aufgeheizt wird, gekennzeichnet durch die folcrenden Schritte:

a) Vorheizen des Detektors auf eine Temperatur, die hoch genug ist,
/um jeglichen Alkohol aus der Zelle zu entfernen, wodurch

die elektrische Leitfähigkeit erniedrigt wird;

b) Verminderung der Aufheizung des Detektors, um die Temperatur der Detektoreinheit zu erniedrigen;

c) Einwirkung einer Blasprobe auf den Detektor, wobei die '■'"?.■ zung des Detektors ganz abgeschaltet wird, damit die "ν*:.! ratur des Detektors fällt; und

d) Messung des Leitfähigkeitsspitzenwertes des Detektors ■ "-rend der Blasprobe ⁿ:nd eine Zeitlang danach und T^-i

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Spitzenwertes als ein Maß für die Alkoholkonzentration in der Blasprobe.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes a) die ümgebungsluft durch die Detektoreinheit geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor mit zwei im Halbleiter eingebetteten Heizvorrichtungen verwendet wird, und daß zur Erzielung der höheren Temperatur beide und zur Erzielung der niedrigeren Temperatur nur eine eingeschaltet werden.

5. Vorrichtung für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

einen Detektor (24,24'), der eine Zelle mit einem darin angeordneten Halbleiter als Detektoreinheit (24AB) aufweist, wobei die Detektoreinheit derart ausgebildet ist, daß, nachdem sie in einer im wesentlichen nicht reduzierenden Atmosphäre bei einer erhöhten Temperatur aufbereitet worden ist, ihr Widerstand in Abhängigkeit einer alkoholhaltigen Atmosphäre abnimmt;

-nen Eir.laß (12,12') zum Zuführen einer Blasprobe in nUe des Detektors;

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eine Heizeinrichtung {24C,24D) zum Aufheizen der Detektcreinheit auf mindestens zwei getrennte, höhere Temperaturwerte; eine Pumpeneinrichtung (26), die die Umgebungsluft durch die Detektoreinheit führt;

eine Meß- und Anzeigeeinrichtung {IS, 161-163) zum Messen des Widerstandes der Detektoreinheit und zur Anzeige des gemessenen ;<iiderstandsvertes;

eine Steuereinrichtung {22,20,18CZIoD) » die mit der Meß- und Anzeigeeinrichtung,, Pump- und Heizeinrichtung gekoppelt

ist, um den Durchfluß der ümgebungfluft durch die Zelle zu steuern, danach dia Pumpeneinrisht^ng abzuschalten vnd die Heizeinrichtung so zu steuern, d-a.3 dia Temperatur de? Detektors sinkt_r so äg.S jede sich ergebende Widerstandsänderung gemessen und von der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Punpeneinrichtung durch die Steuereinrichtung so steuerbar ist, daß der Durchfluß durch die Detektoren:;;;:.~;xt unterbrechen wird, wenn, der Widerstand der Detsktoreinhei". einen verbeutünrater- ^T-rert erreicht.

7, Vorrichtung nach Ar.sprrc'* f. dadurch ^eV ^:iz -Ic.-.ne t, daG ri·? Steu^rainrichtu™rr c.ic Aufreizung durc;: c. ..o Heizt i::r:_: -,'-.turc verwintäsirt - wenn de™ '"iderst:':" Ί der Det^X' ::■ :fi;ihei·'. ^ir:-·: vcrie-St.ip!«\ten l-'ert -nzra^-zht ,-

BAD ORIGINAL

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Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

a) eine Halbleiter-Detektoreinheit (24AB);

b) eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des durch die Detektoreinheit gemessenen Reinheitszustandes und Alkoholgehaltes;

c) Einrichtung zum Aufheizen der Detektoreinheit auf mindestens zwei verschiedene, höhere Temperaturwerte;

g) Einrichtung zum Durchleiten der Blasprobe durch die Det^ktoreinhelt; und

e) eine Befehlseinrichtüng zum Steuern der Heizeinrichtung, wodurch in Abhängigkeit der Befehlseinrichtung vor der Piasprobe die Detektoreinheit in einen Eigenzustand übergeführt wird und durch das erste Aufheizen der Detektoreinheit auf den höheren der beiden Temperaturwerte der Alkohol entferntwird, und wodurch in Abhängigkeit der Befehlseinrichtüng die Alkoholkonzentration bei der nachfolgenden Blasprobe' durch dieAnzeigeeinrichtunq angezeigt wird, wobei die Heizeinrichtung dann wenigstens die Detektoreinheit auf deniedrigeren der beiden Temperaturwerte bringt.

9. "Verrichtung nach Anspruch 8. gekennzeichnet durch eine cie )?tektoreinhoit umgebende Zelle und eino Punpi zu^r·· Heran-

3AD OR=Ss^AL ^3G

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führen von Umgebungsluft an die Zelle und die Detektoreinheit, ; bevor die Blasprobe durchgeführt wird, so daß die Luft, die von t der Versuchsperson eingeatmet wird, auf Störeinfluß untersucht I werden kann, wobei die Pumpe Luft zur Aufbereitung des Detektor? ! und zur Reinigung der Zelle durch den Detektor fördert.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

; gekennzeichnet, daß der Halbleiter aus Metalloxyd besteht und

vom N-Typ ist.

i „₍

11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der ""ietalloxyd-Leiter vom N-Typ SnO₂ ist.

12- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch aekennzeichnet, daß die Detektoreinehit im wesentlichen aus -~3.^ *z "steht und daß die genannten höheren Temperaturen bei

•Ca

etwa ^40⁰C liegen.

BAD

4098Ö9/093S

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