DE9416559U1 - Vorrichtung zur Ermittlung des Blutalkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft - Google Patents

Vorrichtung zur Ermittlung des Blutalkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/98—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving alcohol, e.g. ethanol in breath

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Description

Vorrichtung zur Ermittlung des Blut-Alkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Blut-Alkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft.
Derartige Vorrichtungen zur Ermittlung des Blut-Älkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft sind bereits bekannt. Sie werden in Geräten verwendet, welche in Discotheken, Gastwirtschaften usw. aufgestellt sind. Allerdings sind diese mit gewissen Ungenauigkeiten bei der Analyse behaftet und leicht manipulierbar. So ist es zum Beispiel bei bekannten Geräten möglich, durch Einblasen von Flüssigkeiten die Meßapparatur zeitweise oder ganz außer Betrieb zu setzen. Außerdem werden sehr ungenau arbeitende Meßsysteme eingesetzt.
Aufgabe der Erfindung nach Anspruch 1 ist deshalb, eine Vorrichtung der genannten Art so auszuführen, daß Manipulationen ausgeschlossen und eine sehr hohe Genauigkeit der Analyse gewährleistet werden.
Bei dieser Vorrichtung wird die eingegebene Atemluft zunächst durch eine Flüssigkeitssperre einem Präzisions-Druckregler zugeführt, welcher den Luftstrom auf einen konstanten Druck einregelt. Anschließend wird diesem gleichmäßigen Luftstrom eine genau dosierte Probe entnommen und dem Sensor zugeführt.
Die Flüssigkeitssperre nach Anspruch 2 verhindert Manipulationen etwa in der Art, daß eingeblasene Flüssigkeiten wie Wasser, Coca-Cola, Bier usw. vor dem eigentlichen Meßsytem gespeichert und nach dem Ende des Einblasens automatisch wieder aus der Einblas-öffnung herauslaufen. Damit sind starke Verunreinigungen, Verklebungen, Zerstörung des Sensors und Geräteausfall ausgeschlossen.
Der Präzisions-Druckregler nach Anspruch 3,4 hat die Aufgabe einen sehr gleichmäßigen Luftstrom mit konstanten Druck zu erzeugen und ist damit Grundvoraussetzung für eine exakte Dosierung der Meßprobe. Probanten dürfen deshalb mit sehr unterschiedlichem Druck blasen.
In der Sensoreinheit nach Anspruch 5 wird ein kleiner Teil des geregelten Luftstroms über ein Elektro-Venti1 dem Sensor zugeführt. Durch eine genau gesteuerte Öffnungszeit des Ventils erhält der Sensor eine exakt dosierte Meßprobe.
s-
Um eine stets gleichbleibende hohe Genauigkeit der Analyse zu gewährleisten, werden sämtliche Luftwege der Heßapparatur nach jedem Meßvorgang zur Reinigung mit Frischluft ausgeblasen. In vorteilhafter Ausgestaltung sind alle Luftwege so kurz wie möglich gehalten. Dadurch ergeben sich extrem kurze Reinigungszeiten. Das gestattet wiederum eine schnelle Meßfolge. Bei vorteilhafter Ausgestaltung ist eine Luft-Membranpumpe angeordnet, welche das gesamte Meßsystem freibläst.
Zur Erhöhung der Genauigkeit der Analyse sitzt der Sensor vorteilhaft in einer beheizten, genau temperaturgeregelten Kammer.
Von Vorteil ist, daß sämtliche Luftwege innerhalb des Meßapparates in der Temperatur-Regelung für den Sensor mit eingeschlossen sind, in dem die Metallteile der Flüssigkeitssperre, des Druckreglers und der Sensoreinheit thermisch miteinander verbunden sind. Die eingeblasene Atemluft erreicht den Sensor deshalb mit stets gleichbleibender Temperatur, welches eine hohe Genauigkeit der Analyse sicherstellt. Die Beheizung des Systems ist vorteilhaft mit Heizwiderständen ausgeführt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungswege mit den Zeichnungen &Aacgr; und B beschrieben. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihren Beschreibungen weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Die Zeichnung A zeigt das physikalische Analysenmeßprinzip in schematischer Darstellung.
In der Zeichnung ist die Einblasöffnung 1 erkennbar, über welche der Probant mit einem Strohhalm Luft einbläst. Entsprechende Dichtigkeit zwischen Strohhalm und Einblasöffnung 1 wird durch den Druckkegel der Einblasöffnung 1 sichergestelIt.
Die Atemluft gelangt über den Schlauch 2 in das Rohr 6 und tritt durch die Abflußöffnung 8 und die Austrittsöffnungen 9 in den Zylinder 4 ein.
Der aufgebaute Druck im Inneren des Zylinders 4 treibt den Druckregler-Kolben 11 nach oben bis die Druckregel-Schlitze 13 Luft an die Umgebung abgeben können (gestrichelt gezeichnet) . Die Ausgleichsöffnungen 15 verhindern dabei die Bildung eines Luftpolsters oberhalb des Kolbens. Außerdem betätigt die Kolbenstange 12 die IR-Lichtschranke 16, welche mit ihrem Signal die Steuerung der Analyse startet.
Je nach Durchflußmenge der Atemluft stellt sich der Druckregler-Kolben 11 innerhalb der Höhe der Druckregel-Schlitse 13 mehr oder weniger nach oben ein, wobei unterhalb des Druckreglerkolbens 11 ein sehr konstanter Druck herrscht, entsprechend Kolbengewicht/Kolbenfläche. Die Druckregel-Schlitze 13 sind in waagerechter Linie ziemlich lang ausgeführt. Das ergibt eine hohe Rege!verstärkung für sehr konstanten Druck.
Ein kleiner Teil der druckkonstanten Atemluft gelangt durch den Meßkanal 21 in die Ventilkammer 24 und drückt dabei die vorhandene Frischluft, welche die genaue Analyse stören würde, durch die feine Auslaßbohrung heraus. Dabei ist der Sensorkanal 20 durch den Ventilstößel 23 noch verschlossen.
Nach ca. 3-4 Sekunden Blasen ist die Frischluft innerhalb des Zylinders 4 , des Meßkanals 21 und der Ventilkammer verblasen. Die genannten Räume sind nun mit Atemluft aus dem tieferen Lungenteil angefüllt, welcher sich besonders gut für die Analyse eignet.
Das Elektro-Ventil 22 öffnet nun den Sensorkanal 20 für eine genau festgelegte Zeit, indem es den Ventil-Stößel für diese Zeit betätigt. Der Sensor 19 erhält also eine genau dosierte Probe der zu analysierenden Luft hinsichtlich Druck, Temperatur und Menge.
Nach elektronischer Auswertung des Sensorsignals bläst die Luft-Membranpumpe 14 das gesamte Meßsystem zur Reinigung mit Frischluft durch.
Zu diesem Zweck wird das Ventil 22 betätigt, sodaß auch der Sensorkanal 20 gereingt werden kann. Die Reinigungsluft entweicht somit durch Sensor 19, Auslaßbohrung 25, Druckregel-Schlitze 13, Ausgleichsöffnungen 15 und Einblasöffnung 1.
Etwaiges Kondenswasser kann sich über die Äbflußschräge 5a an der Abflußöffnung 8 sammeln und hier hinausgeblasen werden.
Die Beheizung des Meßapparates geschieht über die Heizwiderstände 10 und 18. Ein Temperaturfühler 26 dient als Geber für den Temperatur-Regler. Der Kunststoffkörper 5 verhindert eine zu starke Wärmeableitung zur Halterung 3
Die Flüssigkeits-Sperre ist integrier*!* im Iir!teiren*T5e*i2.· des Zylinders 4 und besteht aus Reduzierung 2aV ftunsts'toftkörper 5 mit Ablaufschräge 5a, Rohr 6, Abflußöffnung 8, Austrittsöffnung 9 und Leitschirm 7.
Eine unter hohem Druck hineingeblasene Flüssigkeit wird zunächst durch die Reduzierung 2a auf eine geringere Strömungsgeschwindigkeit gebracht bevor sie in das Rohr eintritt. Der Querschnitt der Abflußöffnung 8 ist klein im Vergleich zum Querschnitt der Austrittsöffnungen 9, sodaß die Flüssigkeit zum allergrößten Teil aus den Austrittsöffnungen 9 herausströmt. Da die Geschwindigkeit aber immer noch groß ist, muß sie durch den Leitschirm 7 abgefangen und umgelenkt werden. Dadurch ergeben sich wenig Spritzer und die Flüssigkeit gelangt nicht in den Meßkanal 21 und zum Druckregler-Kolben 11. Nach dem Einblasen kann die Flüssigkeit über die Ablaufschräge 5a, durch die Abflußöffnung 8 und durch den Schlauch 2 nach außen ablaufen.
Die Zeichnung B zeigt einen zweiten Ausführungsweg des physikalischen Meßprinzips in schematischer Darstellung.
Darstellung B unterscheidet sich von A dadurch, daß die angeflanschte Sensoreinheit 17, dargestellt in A durch die Elemente 17...26, oberhalb des Zylinders angsetzt ist. Die Elemente 1...16 sind dabei unverändert übernommen worden. Einzige Ausnahme: Kolbenstange 12 ist jetzt durch ein Kolbenrohr 12 ersetzt, welches im Führungsrohr 21a geführt wird.
Das Führungsrohr besitzt zwei Bohrungen, durch die IR-Lichtschranke 16 hindurchstrahlt. Außerdem mündet das Führungsrohr 21a direkt in den Meßkanal 21, sodaß das Kolbenrohr 12 bis in den Meßkanal 21 hineingleiten kann.
Funktion:
Mit dem Einblasen entsteht unterhalb des Druckregler-Kolbens 11 ein sehr konstanter Druck der Atemluft. Ein kleiner Teil dieser Luft gelangt durch das das Kolbenrohr 12 sowie durch den Meßkanal 21 in die Ventilkammer 24. Der Ventilstößel 23 des Elektro-VentiIs 22 öffnet den Sensorkanal 20 für eine genau festgelegte Zeit und führt somit dem Sensor 19 eine genau dosierte Probe der zu analysierenden Luft zu.
Alle weiteren Funktionen sind gleich, wie unter Ausführungsweg A beschrieben.
-&iacgr;'
ZEICHNUNGS-LEGENDE "A*""
1 Einblas-öffnung
2 Schlauch
2a Reduzierung
3 Halterung
4 Aluminium-Zylinder
5 Kunststoff-Körper 5a Abflußschräge
6 Rohr
7 Leit-Schirm
8 Abflußöffnung
9 Austrittsöffnung
10 Heizwiderstand
11 Druckregler-Kolben
12 Kolbenstange
13 Druckregel-Schlitz
14 Luft-Membranpumpe
15 Ausgleichsöffnung
16 IR-Lichtschranke
17 Sensoreinheit ( Aluminium-Körper )
18 Heizwiderstand
19 Sensor
20 Sensor-Kanal
21 Meßkanal
22 Elektro-Ventil
23 Ventil-Stößel
24 Ventil-Kammer 2 5 Auslaß-Bohrung
26 Temperatur-Fühler
-S-
ZEICHNÜNGS-LEGEND
1 Einblas-öffnung
2 Schlauch
2a Reduzierung
3 Halterung
4 Aluminium-Zylinder
5 Kunststoff-Körper 5a Abflußschräge
6 Rohr
7 Leit-Schirm
8 Abflußöffnung
9 Austrittsöffnung
10 Heiswiderstand
11 Druckregler-Kolben
12 Kolbenrohr
13 Druckregel-Schlitz
14 Luft-Membranpumpe
15 Ausgleichsöffnung
16 IR-Lichtschranke
17 Sensoreinheit ( Aluminium-Körper )
18 Heizwiderstand
19 Sensor
20 Sensor-Kanal
21 Meßkanal 21a Führungsrohr
22 Elektro-Ventil
23 Ventil-Stößel
24 Venti1-Kammer
25 Auslaß-Bohrung
26 Temperatur-Fühler

Claims (5)

-A- SCHUTZANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Ermittlung des Blutalkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung eine Flüssigkeits-Sperre, einen Präzisions-Druckregler und eine ventilgesteuerte Sensoreinheit enthält und im ganzen temperaturgeregelt ist.
2. Flüssigkeitssperre nach Anspruch dadurch gekennzeichnet,
daß sie in einem Zylinder(4) integriert ist und aus einem Kunststoffkörper(5) mit Ablaufschräge(5a), einem Rohr(6) mit Abflußöffnung(8) und Austrittsöffnungen(9), einem Leitschirm(7) und einer Reduzierung(2a) besteht und durch eine Luftmembran-Pumpe(14) gereinigt wird.
3. Präzisions-Druckregler nach Anspruch dadurch gekennzeichnet,
daß er aus einem Zylinder(4), einem Druckreglerkolben(ll) mit Kolbenstange(12), einer IR-Lichtschranke(16) besteht, zwei gegenüberliegende Regelschiitze(13) und mindestens eine Ausgleichsöffnung(15) aufweist, durch einen Heizwiderstand(10) beheizt und durch eine Luftmembran-Pumpe(14) gereinigt wird.
4. Präzisions-Druckregler nach Anspruch dadurch gekennzeichnet,
daß er anstelle der Kolbenstange(12) in Anspruch 3 ein Kolbenrohr(12) mit Führungrohr(21a) besitzt.
5. Ventilgesteuerte Sensoreinheit nach Anspruch dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus einem Aluminium-Körper(17), Temperaturfühler(26), Heizwiderstand(18), Sensor(19) und einem Elektro-Ventil(22) besteht, einen Meßkanal(21) sowie einen Sensorkanal(20) aufweist und durch eine Luftmembran-Pumpe gereinigt wird.
DE9416559U 1994-10-14 1994-10-14 Vorrichtung zur Ermittlung des Blutalkohol-Wertes durch Analyse der Atemluft Expired - Lifetime DE9416559U1 (de)

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