ES2299485T3 - Metodo de calibracion que compensa la concentracion de vapor de agua. - Google Patents

Abstract

Un método en la calibración o comprobación de un aparato para determinar en el aire de exhalación de una persona la concentración de una sustancia específica, cuyo aparato comprende medios para hacer pasar aire de exhalación a lo largo de una longitud de medición libre del mismo, y medios para suministrar aire de una composición predeterminada a la longitud de medición para producir un flujo de aire a lo largo de dicha longitud, caracterizado porque una mezcla líquida de dicha sustancia y agua en una concentración especificada de las mismas se vaporiza instantáneamente para ser inyectada como un gas en dicho aire cuando se suministra a la longitud de medición, porque se determina la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua en el flujo de aire a lo largo de la longitud de medición, porque se calculan el flujo de gas total y el flujo de gas a lo largo de la longitud de medición para determinar el flujo de gas de la sustancia y el flujo de vapor de agua, y porque se compara la relación entre ellos con dicha concentración especificada de dicha muestra.

Description

Método de calibración que compensa la concentración de vapor de agua.

Fundamento de la invención Campo de la invención

La invención se refiere a un método en la calibración o comprobación de un aparato para determinar en el aire de exhalación de una persona la concentración de una sustancia específica, cuyo aparato comprende medios para hacer pasar aire de exhalación a lo largo de una longitud de medición libre del mismo, y medios para suministrar aire de una composición predeterminada a la longitud de medición para producir un flujo de aire a lo largo de dicha longitud.

Un aparato de esta clase se describe en el documento WO-A-9820346.

Con el fin de que el aparato pueda dar un resultado de ensayo fiable cuando se usa también en la práctica para la comprobación "rápida" por el departamento policial de la sobriedad de conductores, es un requisito que el aparato esté calibrado con precisión y pueda recalibrarse y comprobarse fácilmente a intervalos durante su uso.

Descripción de la técnica anterior

El documento US-A-4.793.173 describe un procedimiento para calibrar un instrumento de medición de gas. Se descarga en una cámara de ensayo un gas de descarga y se mezcla seguidamente una cantidad especificada de sustancia de calibración con el gas de descarga en la cámara de ensayo para formar un gas de calibración de composición predeterminada. La sustancia de calibración puede suministrarse como un gas o como un líquido que se vaporiza en la cámara de ensayo.

Cuando ha de calibrarse un aparato de la clase a que se ha hecho referencia antes, es esencial para la precisión del resultado del ensayo obtenido por tal aparato que se mida también la concentración de vapor de agua en el flujo de aire a través del alojamiento y que se tenga ésta en cuenta cuando se calibra o comprueba el aparato.

Sumario breve de la invención

Es un objeto principal de la invención proporcionar un método de calibración en el que se tiene también en cuenta la concentración de vapor de agua con el fin de mejorar la precisión que se logra al calibrar el aparato de la clase a la que se hace referencia.

Esto se consigue por el método de la clase a la que se hace referencia según la reivindicación 1ª, que se caracteriza porque una mezcla líquida de dicha sustancia y agua en una concentración especificada de las mismas se vaporiza instantáneamente para ser inyectada como un gas en dicho aire cuando se suministra a la longitud de medición, porque se determinan la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua en el flujo de aire a lo largo de la longitud de medición, porque se calculan el flujo de gas total y el flujo de gas a lo largo de la longitud de medición para determinar el flujo de gas de la sustancia y el flujo de vapor de agua a lo largo de la longitud de medición, y porque se compara la relación entre ellos con dicha concentración especificada de dicha mezcla.

Se definen detalles adicionales del método de la invención en las reivindicaciones subordinadas.

Descripción breve del dibujo

Se describirá seguidamente con más detalle una realización ilustrativa del método de la invención con referencia al dibujo que se acompaña, en el que

la Fig. 1 es una vista en corte transversal axial esquemática de un aparato en el que puede aplicarse el método de la invención, siendo dicho aparato de la clase descrita en la Fig. 1 del documento WO-A-9820346,

la Fig. 2 es un gráfico que muestra el contenido medido de la sustancia específica en el flujo de aire durante el tiempo, y

la Fig. 3 es un gráfico que muestra el contenido medido de agua en el flujo de aire durante el tiempo.

Descripción detallada de la invención

El aparato comprende un alojamiento cilíndrico aislado del calor 10. El alojamiento está cerrado en un extremo del mismo por medio de un elemento extremo 11 mientras que tiene una abertura de entrada 12 en el otro extremo. Una cubeta cilíndrica 13 que forma una longitud de medición está montada coaxialmente dentro del alojamiento definiendo un paso anular 14 a través del alojamiento. Un extremo abierto de la cubeta está espaciado axialmente de la abertura de entrada 12, mientras que el otro extremo está incorporado al elemento extremo 11 en el que se comunica con un paso transversal 15 en el elemento extremo. Un conducto 16 que tiene un ventilador 17 se abre radialmente en el paso 14 adyacente al elemento extremo 11. Un ventilador de succión 18 está conectado al paso 15.

Una fuente de radiación (fuente de luz) 19 está soportada en el extremo abierto de la cubeta 13, emitiéndose la radiación de dicha fuente hacia un detector 20 a través de una ventana 21 y un rodete de filtro 22. Un ordenador 23 está conectado al detector para procesar la señal de salida del detector.

Cuando se usa el aparato descrito para medir la concentración de una sustancia específica y la concentración de agua en el aire de exhalación, el ventilador 17 suministra un flujo de aire de composición predeterminada al paso 14. El aire escapa parcialmente a la atmósfera ambiente a través de la abertura 12 y pasa parcialmente a través de la cubeta 13 al paso 15 y desde allí a la atmósfera ambiente. Se descarga en la cara de la persona a ensayar el aire que escapa a través de la abertura 12 antes de que la persona exhale en la abertura de entrada 12. Después, cuando tiene lugar la exhalación, el aire de exhalación pasa a través de la cubeta 13 y se miden por el detector 20 las concentraciones de la sustancia específica y de agua. El ventilador 18 extrae el aire de exhalación a través de la cubeta 13 y se usa para controlar el flujo a través de dicha cubeta particularmente en caso de que la persona a ensayar esté inconsciente. Para detalles adicionales del método de ensayo aplicado, se hace referencia al documento WO-A-9820346.

Para el propósito de la invención, el aparato se proporciona con un dispositivo de calibración o comprobación que incluye un recipiente cerrado 25 que contiene una mezcla de la sustancia para la que se ha de calibrar el aparato, y agua bajo sobrepresión. Dicha sustancia puede ser, por ejemplo, alcohol etílico. La presión puede establecerse durante el llenado del recipiente, o puede conectarse al recipiente un frasco con gas bajo presión. Una membrana o tapón 26 cierra el recipiente y puede cerrarse de manera que el contenido del recipiente no pueda manipularse o intercambiarse sin romper el cierre. La membrana o tapón están penetrados por una cánula 27 que conecta el recipiente con una válvula 28 conectada operativamente mediante un mecanismo adecuado 29 a un solenoide 30 para actuar sobre la válvula que está cerrada cuando el solenoide está desexcitado. La válvula debe ser una válvula de alta velocidad que tenga un espacio muerto muy pequeño. Un tubo capilar 31 se extiende desde la salida de la válvula 28 a la boquilla calentada 32, que está situada en el conducto 16 en el lado de presión del ventilador 17. En el conducto 16 se proporciona también en el lado de presión del ventilador un serpentín de calentamiento eléctrico 33.

Durante un ciclo de calibración, se suministra por el ventilador 17 a través del conducto 16 aire de un espacio en el que el aire esté exento de la sustancia específica para la que se calibrará el aparato, o que tenga una concentración conocida de dicha sustancia, para crear un flujo de aire a través del paso anular 14 hacia la abertura de entrada 12. El aire se calienta por el serpentín de calentamiento eléctrico 33 de manera que se calientan las superficies del aparato que definen en él los pasos de aire con el fin de evitar que la humedad arrastrada en el aire precipite en dichas superficies. Una parte principal del aire suministrado escapa a la atmósfera ambiente a través de la abertura de entrada 12, y una parte pequeña pasa a través de la cubeta 13 al paso 15 y mediante el ventilador 18 a la atmósfera ambiente.

Se suministra líquido a la boquilla 32 calentada desde el recipiente 25 excitando el solenoide 30 y abriendo así la válvula 28. El flujo de líquido se determina por la sobrepresión en el recipiente y la resistencia al flujo en el tubo capilar 31 estando la válvula abierta continuamente, o actuando la válvula mediante impulsos de abertura cortos en sucesión rápida. El líquido se vaporiza en la boquilla 32 calentada con el fin de ser inyectado en el flujo de aire como un gas, siendo sustentada la vaporización del líquido por el efecto de calentamiento del serpentín de calentamiento 33. Se impide la condensación en las superficies de los pasos de aire manteniéndose calientes dichas superficies por el flujo de aire calentado.

Con referencia a la Fig. 2, la inyección de un volumen predeterminado del líquido contenido en el recipiente 25 a través de la boquilla 33 se inicia en el tiempo T_{1}. El contenido de la sustancia específica en el flujo de aire medido por el detector 20 será cero hasta que el aire con la sustancia arrastrada en él alcance el extremo izquierdo de la cubeta 13 y pase a esta cubeta en el tiempo T_{2}. En este tiempo, el contenido de la sustancia específica medido por el detector aumentará y eventualmente alcanzará un valor máximo en el tiempo T_{3}. Puesto que el volumen del paso de flujo desde el lugar de inyección hasta el extremo izquierdo de la cubeta 13 y el volumen del paso de flujo en la cubeta 13 entre sus extremos son conocidos, así como el período de tiempo entre los tiempos T_{1} y T_{2} y T_{2} y T_{3}, respectivamente, pueden calcularse el flujo de gas total y el flujo a través de la cubeta 13. Puesto que el volumen del líquido inyectado también es conocido, puede calcularse el flujo de gas A de la sustancia específica (alcohol). Todos los cálculos se realizan por el ordenador 23.

La Fig. 3 muestra el gráfico correspondiente para agua en el flujo de aire, y el flujo B de vapor de agua se determina de la misma manera.

Puesto que la relación A/B (concentración) del líquido en el recipiente 31 es conocida, el aparato puede calibrarse para indicar los valores absolutos de la sustancia específica (alcohol) A y agua B, respectivamente.

En el aparato, pueden hacerse mediciones a diferentes longitudes de onda (tres) de la radiación emitida por la fuente 19 mediante ajuste del rodete de filtro 22 con el fin de situar diferentes filtros en él en el haz radiado. Cuando se calibra el aparato, los gráficos obtenidos en las diferentes mediciones se hacen congruentes por ajuste en el ordenador. Después, cuando se usa el aparato para medir contenidos desconocidos de una sustancia específica tal como alcohol en aire de exhalación, se garantiza que no está implicada otra sustancia si los resultados obtenidos a diferentes longitudes de onda son los mismos. Si el aparato se ha calibrado para alcohol etílico y hay una divergencia entre los valores al ensayar si el aire de exhalación de una persona contiene alcohol etílico, la divergencia puede ser debida al hecho de que el aire de exhalación contiene también, por ejemplo, alcohol metílico.

También es posible calibrar el aparato para diferentes sustancias, de modo que pueda hacerse al ensayar la discriminación entre estas sustancias.

El método de la invención puede usarse también para comprobar que un aparato que se ha calibrado usando el presente método mantiene la calibración, usando diferentes recipientes 25 que contengan diferentes sustancias mezcladas con agua y/o sustancia y agua en diferentes relaciones de mezclado.

La invención se ha descrito con referencia a una realización específica del aparato descrito en el documento WO-A-9820346, pero puede aplicarse también a otras realizaciones descritas en el documento WO-A-9820346 y a aparatos en general que se construyen para poner en práctica el método descrito en el documento WO-A-9820346.

Claims (4)

1. Un método en la calibración o comprobación de un aparato para determinar en el aire de exhalación de una persona la concentración de una sustancia específica, cuyo aparato comprende medios para hacer pasar aire de exhalación a lo largo de una longitud de medición libre del mismo, y medios para suministrar aire de una composición predeterminada a la longitud de medición para producir un flujo de aire a lo largo de dicha longitud, caracterizado porque una mezcla líquida de dicha sustancia y agua en una concentración especificada de las mismas se vaporiza instantáneamente para ser inyectada como un gas en dicho aire cuando se suministra a la longitud de medición, porque se determina la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua en el flujo de aire a lo largo de la longitud de medición, porque se calculan el flujo de gas total y el flujo de gas a lo largo de la longitud de medición para determinar el flujo de gas de la sustancia y el flujo de vapor de agua, y porque se compara la relación entre ellos con dicha concentración especificada de dicha muestra.

2. El método de la reivindicación 1ª, en el que dicha sustancia se evapora siendo suministrada a dicho flujo de aire a través de una boquilla calentada.

3. El método de las reivindicaciones 1ª o 2ª, en el que dicho flujo de aire se calienta.

4. El método de alguna de las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el que el aparato se calibra para más de una sustancia específica.