DE2364110A1 - Einrichtung zur verhinderung von blasprobenfaelschungen bei einem alkoholtestgeraet - Google Patents
Einrichtung zur verhinderung von blasprobenfaelschungen bei einem alkoholtestgeraetInfo
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Description
Dr. Ing. H. Nsgsndank
Dip! Ing. H. Heudc - Dipl. Phys. W. Schmitt
Dipr. Ing. E. Greatis - Dipl. ing. W. Wehnert
. 8 Münefeen 2, f^öxarSsiraÖe 23
Telefon 5 38 05 86
Borg-Warner Corporation
200 South Michigan Ave·. ' 17. Dezember 1973
Chicago, 111. 60604,USA Anwaltsakte M-2901
Einrichtung zur Verhinderung von Blasprobenfälschungen bei einem Alkoholtestgerät
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verhinderung von Blasprobenfälschungen bei einem Alkoholtestgerät, wobei z.B.
derartige Fälschungen mittels Luftsäcken oder mittels Blasbälge vorgenommen werden könnten, die anstatt des Atems der Testperson
die Umgebungsluft in das Testgerät führen. Derartige Fälschungen bereiten besonders Sorge bei unbeaufsichtigten Testgeräten. Sie
sind aber auch dann möglich, wenn der Testvorgang nicht hinreichend überwacht wird.
Erfindungsgemäß wird eine bei gewissen Fühlern der katalytischen Art oder/und mit Halbleiteraufbau auftretende Eigenschaft verwendet,
nämlich daß diese Fühler auf menschlichen Atem empfindlicher
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als auf die ümgebungsluft reagieren, aber nicht so empfindlich
wie auf alkoholhaltigen Atem. Dieses PhSnoroen wird für den Aufbau
der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet, die an einerr.
Detektor angeschlossen ist, der ein Ausgangssignal abgibt, ;-/enn
T'?erte' im wesentlichen zwischen einem der,' !menschlichen Atem
(größerer ^Te rt als der von Luft) und dam einer vorgegebenen
Alkoholkonzentration im Atem (z.B. 0,1 % Blutalkoholkonzentration)
liegenden Wert festgestellt werden.
Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und aa-Iianu
der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen;
Fig.. 1 eine grafische Darstellung der Ausgangsspannung eines Detektors in Abhängigkeit von der Zeit, einmal für
Luft, dann für alkoholfreien Atem und schließlich für alkoholhaltigen Atem;
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;
und
fig. 3 die genauere Schaltung des Äusführungsbeispiels in
Fig. 2.
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BAD ORIGINAL
In Fig. 1 ist die von einem Detektor der oben genannten Art stammende
Ausgangsspannung dargestellt und zwar einmal, wenn er der
Luft (Kurve 10) ausgesetzt ist, und zum anderen, wenn ein alveolarer
Atem von einer Person, die keinen Alkohol zu sich genommen hat, auf ihn einwirkt (Kurve 20). Der aus der Lunge stammende
Atom einer Person mit 0,1 % Blutalkoholkonzentration ist in Kurve 30 dargestellt. Es wurde herausgefunden, daß sich die Kurve 20
bei alkoholfreiem, menschlichem Atem ergibt, wenn gewisse Detektoren verwendet werden, wie z.B. bei mit Hilfe einer katalytischen
Verbrennung arbeitenden Detektoren mit zwei kugelartigen Elementen, bei denen, der Katalysator ein Edelmetall ist und das Kügelchen
aus Al~0_ besteht, und bei n-Halbleiterdetektoren, die aus
Zinn- oder Zinkoxid und Al^O3 bestehen. Diese Erscheinung wird
noch nicht vollständig verstanden, doch glaubt man, daß sie von den chemischen Wirkungen des Wassers und des Kohlendioxids am Detektorelement
abhängt.
Die Erfindung nutzt diese Erscheinung dazu aus, ein "Fenster" in dem Bereich zu schaffen, der sich praktisch (z.B. 75 % des Wertes)
vom Spitzenwert der Kurve 20 (d.h. der Spannung V . gestrichelte
Linie 21) bis zum Spitzenwert der Kurve 30 (Spannung V0, gestrichelte
Linie 31) erstreckt. Der Test ist dann bestanden, wenn der Peakwert des Signals in dem Fensterbereich liegt.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Schaltanordnung dargestellt.
Für die Erzeugung eines Signals, dessen Größe einem Wert oberhalb der ümgebungsluft entspricht, der aber noch unterhalb dem Alkoholgrenzwert
für die Blasprobe liegt, ist in der Schaltanordnung ein Detektor 7O vorgesehen. ■ _4_
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Dieses Signal wird an die positiven Eingänge zweier Vergleichsschaltungen
105 und 1OG gelegt, wobei die negativen Eingänge mit den jeweiligen Bezugsspannungsquellen 107 und 108 für die Spannungen
+V und +V in Fig. 1 verbunden sind. Jeder Ausgang der
Vergleichsschaltungen ist mit einem Eingang eines UND-Tors 110 verbunden, das drei Eingänge aufweist. Der dritte Eingang ist an
einer das Testende anzeigenden Signalquelle 111 angeschlossen.
Nur wenn an allen drei Eingängen des Tors 110 ein Signal anliegt,
kann somit ein Signal an seinem Ausgang herauskommen. Der Ausgang HO1 ist an eine das Bestehen des Tests anzeigenden Einrichtung
115 geführt.
Die Vergleichsschaltungen 105 und 106, die Bezugsspannungsquellen
107, 108, die Signalqueile 111 und das Tor 110 verhindern, daß ein Signal "bestanden" bei einem Wert unterhalb V und oberhalb
Vn herauskommt. Das heißt also, daß ein Signal "bestanden" unterdrückt
wird, wenn die Ausgangsspannung des Detektors während der Testzeit nicht innerhalb des Fensters der Fig. 1 liegt.
In Fig. 3 ist die Schaltanordnung 100 im einzelnen gezeigt. Die Kenndaten der Bauteile in diesem Ausführungsbeispiel sind hierbei
in der Figur angegeben»
Die Schaltanordnung 100 der Fig. 3 weist für die Messung des Alkohols
eine elektronische Einheit 214 auf. Als Detektor 70 kann z.B. ein Bacharach 8OO.O8O.2 Detektorelement oder ein General
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Monitors Minidetector Element verwendet werden. Die vom Detektor
stammende Spannung wird an den negativen Eingang 4 und an den
positiven Eingang 5 (in herkömmlicher Bezeichnungsweise) eines Operationsverstärkers 220 gelegt. Der Operationsverstärker 220
dient als Pufferstufe für die Impedanzanpassung mit den Elementen der Vergleichsschaltungen 105 und 106. Der Ausgang 10 des
Operationsverstärkers 220 ist mit seinem negativen Eingang verbunden, sowie über Leitungen 303 und 304 mit einem Widerstand
und einem Widerstand 301. Das andere Ende des Widerstandes 300 ist mit dem positiven Eingangeines Operationsverstärkers 221 (der
ein Teil der Vergleichsschaltung 1O5 ist) und das" andere Ende des
Widerstandes 3Ol mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers
222 (Teil der Vergleichsschaltung. 106) verbunden.
Eine Spannungsteilerschaltung dient als BezugsSpannungsquelle
107 und weist zwei Widerstände 3O7, 308 in Serienschaltung auf, deren gemeinsame Verbindung über eine Leitung 310 am negativen
Eingang eines Operationsverstärkers 221 angeschlossen ist. Die
anderen Enden der Widerstände 308 und 307 sind mit einem Bezugspotential (z.B. Masse) und mit +8 V verbunden, wobei die relativen
Werte der Widerstände 307 und 308 so ausgewählt sind, daß eine Bezugsspannung V auf der Leitung 310 erzeugt wird (in die-
~ et
sem Beispiel V = 16/7 V). Eine gut regulierte Spannungsquelle
von z.B. 8 V und ein zweites Paar von in Serie geschalteten Widerständen
311 und 312 bilden einen zweiten Spannungsteiler, der
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als Bezugsspannungsquelle 108 dient. Das eine Ende des Widerstandes
311 ist mit der Spannungsquelle (8 V) verbunden und das eine Ende des Widerstandes 312 ist mit Masse verbunden. Die gemeinsame
Verbindung von 311 und 312 ist über eine Leitung 315 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 222 verbunden.
Die Werte der Widerstände 311 und 312 sind für eine Spannung V
auf der Leitung 315 entsprechend gewählt (in diesem Ausführungsbeispiel 40/7 V). Diese Spannungsteiler bestimmen daher den
Fensterbereich, in den der Peakfwert des Detektorsignals fallen
muß, um eine Voraussetzung für das Signal "bestanden" zu erhalten.
Weiterhin ist eine Rückstelleinrichtung 218 vorgesehen (die einen Teil der Einheit 214 bilden kann und wobei,z.B. die Rückstellung
durch die Lampe "fertig" der " US-Anmeldung 136,921 erfolgen kann) .
Der Ausgang des Operationsverstärkers 221 ist mit dem Eingang eines Flip-Flops 230 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers
222 ist mit dem Eingang eines Flip-Flops 240 verbunden. Die Flip-Flops 230 und 24O sind über Leitungen 305 und 306 mit
dem Tor 250 verbunden.
Das Freigäbe-Signal kann von einem (nicht gezeigten) Zeitgeber
abgeleitet werden, der nach einer gewissen Zeit nach Probeentnahme ein +8V Signal abgibt. Der Ausgang des NAND-Tors 250 ist
mit den Eingängen der NAND-Tore 28OA und 28OB verbunden, die ein Treiberumkehrstufe bilden. Die zwei NAND-Tore 280 bilden
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eine ausreichende Stromquelle für einen Transistor. Der Ausgang der Tore 28OA und 28OB ist mit der Basis des Transistors 6514 verbunden.
Ein Widerstand 314 liegt zwischen der Basis des Transistors 6514 und Masse. Ebenso ist der Emitter des Transistors
mit Masse verbunden. Die Anzeigeeinrichtung 115 für "bestanden" wird in diesem Fall von einer Lampe 330 gebildet, die mit dem
Kollektor des Transistors verbunden ist. Die zweite Zuführung der Lampe ist z.B. mit +8V verbunden.
Die Reihenschaltung des NAND-Tors 250 und des NÄND-Torpaares
bildet das logische UND-Tor 110, das dann und nur dann, wenn die drei Eingangssignale auf den Leitungen 305, 306 und von der
Signalquelle 111 vorliegen, einen ausreichenden Strom für den Transistor 6514 und die Lampe 330 abgeben kann. Dies findet nur
dann statt, wenn der Signalwert vom Detektor 70/elektronische Einheit 214 im Fenster zwischen V und VR liegt.
Der durch den Detektor 70 bestimmte Schwellwert für den menschlichen
Atem ist im Falle des Backarach Detektors in erster Linie abhängig von der Feuchtigkeit und im Falle des Minidetektors abhängig
von CO2.
Es wird darauf hingewiesen, daß erfindungsgeraäß außer dem Alkoholfühler
auch andere Fühler verwendet werden können, um den unteren und den oberen Schwellwert des Fensters festzulegen.
Zum Beispiel könnte zur Bestimmung der Feuchtigkeit bzw. des
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Wasserdampfes in dem in das Testgerät eindringenden Gases ein
zusätzlicher Fühler verwendet werden. Wenn der Atem bei seiner normalen Temperatur (etwa 37°C) mit Wasserdampf gesättigt ist,
ergibt sich ein Partialdruck von etwa 47 mm Hgp während gespeicherter
Atem gewöhnlich gekühlt ist und einen verminderten Wasserdampfgehalt aufweist» Die Umgebungsluft wird gewöhnlich auch
einen niedrigeren Wasserdampfgehalt aufweisen. Daher könnte die untere Schwelle des Fensters dadurch geschaffen werden, daß ein
Feuchtigkeitsminimum-Signal für eine Probe konstanter Temperatur (z.B. auf 5O°C erwärmt) vorgesehen wird.
Auch könnte ein derartiger Feuchtigkeits fühler für die Festlegung des oberen Schwellwertes des Fensters verwendet werden, indem
der Fühler auf einen zu hohen Feuchtigkeitswert reagiert, um Fälschungen aufgrund dem Testgerät zugeführten Wassers zu vermeiden.
.
Weiterhin könnte die logische Schaltanordnung auch derart ausgelegt
werden, daß zwei Fenster, nämlich ein Feuchtigkeitsfenster sowie ein Alkoholfenster benötigt werden. Jedoch wird die hierin
beschriebene Ausführungsform vorgezogen, da sie den Alkoholdetektor
für zwei Funktionen verwendet, was in der Herstellung und im Gebrauch wirtschaftlicher ist.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung verhindert also Fälschungen bei einem Blasprobentest und ist besonders für solche Testgeräte
nützlich, die von einer völlig oder teilweise unbeaufsichtigten Testperson bedient werden müssen. Ein Beispiel.dafür ist die
Blockierung eines Kraftfahrzeuges, die erst aufgehoben wird, wenn der Fahrer sich einem Blasprobentest unterzogen hat.
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Claims (3)
1.) Blasprobentestgerat gekennzeichnet durch; Eine Einrichtung (70) zur Erzeugung elektrischer Signale in
Abhängigkeit von dem Testgerät zugeführten Blasproben, wobei diese Einrichtung Signale mit einer Größe (Vn) für die Umgebungsluft
erzeugt, ferner Signale mit einer zweiten Größe (V,,)
die deutlich oberhalb der Größe für die Umgebungsluft liegt,
für eine alkoholfreie Blasprobe und Signale mit einer noch größeren Größe (VR) für Blasproben, die eine beträchtliche
Alkoholkonzentration aufweisen;
eine Einrichtung (115) zur Anzeige "Test bestanden";
eine dritte Einrichtung (105,106,107,103,110,111) die zum
Empfang der Signale von der erstgenannten Einrichtung mit dieser und mit der zweitgenannten Einrichtung verbunden ist,
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um zumindest eine Anzeige "Test bestanden" für Signale, die wesentlich unterhalb der zweiten Größe (V) liegen und von
einer alkoholfreien Blasprobe erzeugt werden, zu verhindern als auch für Signale, die oberhalb der vorgegebenen größeren
Größe (V„) entsprechend dem erlaubten Alkoholgrenzwert in der
is
Blasprobe liegen.
2. Testgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Signale erzeugende Einrichtung (70) von einem einzigen
Detektor gebildet wird, der abhängig vom menschlichen Atem ein Signal mit einer markanten Größe erzeugt und abhängig vom
alkoholhaltigen menschlichen Atem mit größeren Werten erzeugt.
3. Testgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Einrichtung Bezugsspannungsquellen (107,108) für die
Erzeugung zweier Bezugssignale (V und VR) aufweist, wobei
eine dieser Signalgrößen (VA) zur Festlegung der alkoholfreien
Blasprobe dient und die andere Signalgröße (V ) zur Festlegung des erlaubten Alkoholgrenzwertes in der Blasprobe dient;
sowie zwei Vergleichsschaltungen (105,106), die die Bezugssignale (V und V) und die Signale der ersten Einrichtung
(70) empfangen, um jeweils ein Ausgangssignal abzugeben, v/enn der Wert des Signals von der ersten Einrichtung zwischen den
Werten der Bezugssignale liegt; und
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ein UND-Tor (110)„ das mit der Anzeigevorrichtung verbunden
ist, wobei die Anzeige "bestanden" nur dann erfolgen kann, wenn die Signale von den beiden Vergleichsschaltungen anliegen.
409326/0900
OFSlQiNAL ! MSPEGTED
Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US31805172 | 1972-12-26 | ||
US00318051A US3823601A (en) | 1972-12-26 | 1972-12-26 | Anti-evasion system for a breath alcohol tester |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2364110A1 true DE2364110A1 (de) | 1974-06-27 |
DE2364110B2 DE2364110B2 (de) | 1977-03-03 |
DE2364110C3 DE2364110C3 (de) | 1977-10-13 |
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ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA988328A (en) | 1976-05-04 |
US3823601A (en) | 1974-07-16 |
FR2211204B1 (de) | 1976-10-08 |
FR2211204A1 (de) | 1974-07-19 |
AU6344073A (en) | 1975-06-12 |
SE383420B (sv) | 1976-03-08 |
DE2364110B2 (de) | 1977-03-03 |
GB1412026A (en) | 1975-10-29 |
IT1001439B (it) | 1976-04-20 |
JPS4991698A (de) | 1974-09-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
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