FR2830939A1 - Dispositif et procede de mesure et/ou detection d'un taux et debit de gaz dans l'haleine - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de mesure et/ ou détection d'un taux de gaz partiel contenu dans de l'air exhalé dans une enceinte constituée de préférence d'un embout cylindrique creux (1), comprenant un orifice d'entrée (9), un premier orifice de sortie (10) et un deuxième orifice ce sortie (2) à travers lequel une partie seulement de l'air exhalé est diffusée vers un moyen de contrôle (13) dudit taux de gaz partiel, procédé dans lequel on mesure le débit de l'air exhalé afin de ne mesurer le taux de gaz partiel recherché que lorsqu'une certaine quantité d'air a déjà été exhalée, procédé caractérisé en ce que :- on utilise comme moyen de contrôle dudit taux de gaz recherché, un capteur semi conducteur à couche mince, dont la conductivité varie en fonction du taux de dit gaz recherché en contact avec ladite couche dudit semi conducteur, et on chauffe ledit semi conducteur avec une résistance chauffante revêtue de ladite couche mince à une température donnée T0 , et- on mesure le débit de l'air exhalé en mesurant la variation de l'amplitude de l'onde sonore émise par la circulation de l'air exhalé à travers ledit deuxième orifice de sortie (2).

Description

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Dispositif et procédé de mesure et/ou détection d'un taux et débit de gaz dans l'haleine.

La présente invention concerne un dispositif et procédé de mesure et/ou détection d'un taux de gaz partiel dans l'haleine à l'aide d'un capteur semi conducteur et mesure du débit de gaz total exhalé.

Le secteur technique de l'invention est le domaine de la réalisation des appareils portables de détection d'une certaine concentration de certains gaz donnés dilués dans l'autres.

L'application principale de l'invention est la détection immédiate sur site d'une teneur trop forte en alcool éthanol dans l'haleine, en particulier pour le contrôle, d'une manière fiable, de l'alcoolémie d'un conducteur automobile.

A ce jour, on connaît plusieurs types de procédés et dispositifs pour cette application principale permettant le dépistage d'alcoolémie par une première mesure d'évaluation immédiate.

Ces procédés et dispositifs font l'objet d'une norme, en particulier en France la norme NF20-704 qui requiert que la mesure soit effectuée sur de l'air alvéolaire, c'est-à-dire après 500 ml, de préférence 1000 ml de l'air exhalé de façon continue d'une part et, d'autre part, le dispositif doit être capable de détecter une teneur de 0,25 mg d'alcool par litre d'air.

On connaît différents dispositifs et procédés de mesure qui sont mis en oeuvre dans un appareil portable sur site, réutilisable et dont seuls des embouts buccaux sont jetables. Toutefois, les appareils proposés actuellement sont encore assez complexes et restent relativement onéreux pour être implantés en dizaines de milliers d'exemplaires dans toutes les voitures de patrouille des forces de l'ordre.

En particulier, la demanderesse a décrit dans un précédent brevet d'invention français n 2 730 314 un dispositif de détection de taux partiel exhalé, notamment d'alcool, dans l'haleine comprenant un embout cylindrique creux, doté d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie situés dans le même axe, un moyen permettant l'extraction d'une partie de ladite haleine dans cet embout et un moyen de contrôle du taux de gaz partiel dans ladite partie de l'haleine extraite. Dans FR 2 730 314 le moyen de contrôle du taux de gaz partiel que l'on

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veut détecter comprend une résistance électrique qui peut être un capteur semi- conducteur, dont la valeur est fonction de la température et qui est située dans une enceinte dans laquelle est diffusée la partie de l'haleine extraite dans l'embout par ledit orifice.

Plus précisément dans FR 2 730 314 le procédé de détection d'alcool exhalé dans l'haleine à travers un embout cylindrique creux depuis un orifice d'entrée vers un orifice de sortie duquel on extrait ladite haleine vers un moyen de contrôle, est tel que : - on utilise comme moyen de contrôle un capteur incluant une résistance électrique alimentée en courant électrique dont on mesure l'intensité et dont la valeur est fonction der la température, - on diffuse dans ledit moyen de contrôle de l'air extrait dudit embout dont on fait brûler le gaz partiel recherché en le chauffant à une température donnée au moins égale à celle nécessaire à sa combustion, - avant chaque exhalation, on met en route le moyen de contrôle, on effectue un contrôle du taux de gaz partiel recherché sur l'air ambiant et on prend comme référence de base, la valeur de l'intensité électrique correspondante ; - lors de l'exhalation qui suit, on compare la valeur de l'intensité obtenue avec celle de référence et si la différence dépasse un seuil donné, on déclenche un indicateur.

Il est nécessaire de mesurer le débit d'air exhalé dans l'air ambiant pour contrôler d'une part la continuité du souffle et d'autre part, que la mesure est prise en compte sur de l'air alvéolaire. Pour ce faire, dans FR 2 730 314, le dispositif comprend un moyen de mesure de pression dans ledit embout associé à une horloge pour permettre la mesure du débit du gaz exhalé, ce type de dispositif spécifique pour la mesure du débit est onéreux.

Dans ce brevet FR 2 730 314, on a décrit plus précisément un capteur constitué d'un composé semi conducteur à base d'oxyde d'étain dont la conductivité est sensible au taux d'alcool pulsé, plus précisément cette conductivité est dépendante du taux de molécule de gaz absorbé à sa surface. La sensibilité de ces composés semi-conducteurs est optimale à certaines températures, en général une température élevée, c'est pourquoi le gaz adsorbé

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réagit chimiquement et est en fait le gaz résultant d'une oxydation d'alcool.
D'autre part le capteur comprend également une résistance chauffante sous forme de filaments de platine ou de polysilicium à proximité de la couche de composé semi-conducteur qui permet de porter le semi-conducteur à cette température optimum de sensibilité et de brûler ledit gaz adsorbé.

Avec ce type de capteur semi-conducteur, il est nécessaire de ne pas souffler directement sur ledit capteur et de prélever uniquement une partie de l'haleine, en particulier pour ne pas refroidir ledit capteur qui alors ne permettrait pas une détection de seuil suffisamment fiable, correspondant en fait à un seuil de différence d'intensité ou de résistance mesuré entre la valeur de référence sur l'air ambiant et celle mesurée lors de l'exhalation.

Dans ce précédent brevet, l'embout dans lequel on doit souffler, comporte une première chambre cylindrique de même diamètre que l'orifice d'entrée et une deuxième chambre cylindrique de même diamètre que l'orifice de sortie et plus large que celui de la première chambre, les deux chambres communiquant par un passage de diamètre plus petit que celui de la première chambre, créant ainsi une perte de charge dans ladite deuxième chambre. Le dispositif de mesure de pression est placé au regard d'un orifice latéral de la paroi de la première chambre à l'extérieur de celle-ci et en amont donc de la perte de charge, et la mesure de la concentration d'alcool se fait à l'aide d'un moyen d'extraction de l'haleine placé à l'extérieur et au regard d'un orifice situé latéralement dans la deuxième chambre, et communiquant avec ledit capteur. Dans la mesure où la deuxième chambre est à pression réduite, il est nécessaire d'extraire le gaz de celle-ci à l'aide d'une micro-pompe pour diffuser de l'air à débit constant vers ledit capteur. Le contrôle de la pression se fait dans un orifice situé dans ladite première chambre car si la pression est trop faible la mesure risque d'être faussée.

Le problème posé par la présente invention est de fournir un dispositif du type de celui décrit dans FR 2 730 314 mais permettant la détection de taux de gaz partiel exhalé dans l'haleine, en particulier d'alcool éthanol en respectant les critères de la norme française NF20-704 citée ci-dessus et qui soit d'une fiabilité notamment en terme de répétitivité de la mesure dans le temps accrue, tout en restant de faible encombrement, d'une autonomie accrue et d'un prix réduit.

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Un autre objectif de la présente invention est de fournir un dispositif encore plus simple que le dispositif proposé antérieurement tout en ayant une fiabilité accrue.

Pour ce faire, la présente invention fournit un procédé de mesure et/ou détection d'un taux de gaz partiel contenu dans de l'air exhalé dans une enceinte constituée de préférence d'un embout cylindrique creux, comprenant un orifice d'entrée, un premier orifice de sortie et un deuxième orifice de sortie à travers lequel une partie seulement de l'air exhalé est diffusée à l'extérieur de ladite enceinte vers un moyen de contrôle dudit taux de gaz partiel, procédé dans lequel on mesure le débit de l'air exhalé afin de ne mesurer le taux de gaz partiel recherché que lorsqu'une certaine quantité d'air a déjà été exhalée, procédé caractérisé en ce que : - on utilise comme moyen de contrôle dudit taux de gaz recherché, un capteur semi conducteur à couche mince, dont la conductivité varie en fonction du taux de dit gaz recherché en contact avec ladite couche de dit semi conducteur, et on chauffe ledit semi conducteur avec une résistance chauffante revêtue de ladite couche mince à une température donnée To, de préférence une température à laquelle la sensibilité de la conductivité dudit semi conducteur est la plus grande possible, notamment dans l'intervalle de taux dudit gaz de 0,2 à 0,3 mg/l, et - on mesure le débit de l'air exhalé et on vérifie la continuité du souffle en mesurant la variation de l'amplitude de l'onde sonore créée par la circulation de l'air exhalé à travers ladite enceinte à l'aide d'un capteur d'onde sonore.

Ladite enceinte et edit deuxième orifice présentent une géométrie, notamment en forme de cavités tubulaires, de sorte que l'air le parcourant émet un signal sonore à une fréquence spécifique qui dépend de la géométrie de l'ensemble. En plaçant un capteur de signal sonore du type microphone ou sonomètre, à proximité de l'extrémité dudit deuxième orifice à l'extérieur de ladite enceinte, on peut mesurer le débit de l'air exhalé qui est proportionnel à l'amplitude de l'onde sonore émise par ledit air exhalé parcourant ladite enceinte.

On entend par :

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-"air exhalé": les gaz de l'haleine contenant principalement de l'air, mais aussi d'autres gaz contenus dans l'haleine de la personne concernée, tels que notamment de l'alcool éthanol, et -"couche mince" : une couche d'épaisseur de l'ordre du nanomètre et plus particulièrement une couche transparente monomoléculaire ;
Des capteurs semi-conducteurs à couche mince dont la résistivité est variable en fonction d'un taux de gaz donné adsorbé à leur surface sont connus de l'homme de l'art, en particulier on connaît des capteurs semi-conducteurs à couche mince d'oxyde d'étain dont la conductivité varie en fonction du taux d'éthanol adsorbé à leur surface, qui permettent donc de mesurer des concentrations d'éthanol en mesurant la résistance électrique de ladite couche mince d'oxyde d'étain. On comprend que le taux dudit gaz adsorbé à la surface de la couche de semi-conducteurs est lié au taux dudit gaz contenu dans l'air exhalé et diffusé au contact dudit matériau semi-conducteur. Ces capteurs semiconducteurs à couche mince présentent une grande stabilité de la structure quasi monomoléculaire de la couche et, dès lors, fournissent une plus grande fiabilité de la mesure dans le temps.

De façon connue, la sensibilité de ces capteurs semi-conducteurs, c'est-àdire leur variation de conductivité en fonction de la concentration en alcool, varie en fonction de la température à laquelle ils sont portés.

Ainsi, on connaît des capteurs semi-conducteurs à couche mince à base d'oxyde d'étain qui doivent être portés en température To de 300 à 500 C, de préférence aux alentours de 3800C (380 C 20).

Dans un mode préféré de réalisation, on mesure le taux d'éthanol dans l'air diffusé sur ledit capteur lorsque la mesure de débit indique que l'air diffusé est de l'air alvéolaire exhalé, de préférence lorsque le volume d'air exhalé est supérieur ou égal à 500 ml ; de préférence encore supérieur ou égal à 1000 ml.

Dans un mode particulier de réalisation, on mesure le débit de l'air exhalé en mesurant la variation de l'amplitude de l'onde sonore émise par ledit air exhalé à travers ladite enceinte, à l'aide d'un capteur d'onde sonore placé à proximité de l'extrémité dudit deuxième orifice, à l'extérieur de ladite enceinte. On entend ici par"capteur d'onde sonore"des microphones ou sonomètres conventionnels notamment du type comprenant des capteurs piezo électriques

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parcourus par un courant alternatif dont l'amplitude varie en fonction des vibrations de l'air ambiant et donc de l'intensité du son à proximité dudit capteur.

De préférence, ledit capteur d'onde sonore est couplé à un filtre, de manière à ce que ledit capteur d'onde sonore mesure uniquement la fréquence sonore spécifique du son émis par ledit air exhalé.

L'utilisation du capteur sonore tel que microphone ou sonomètre permet d'éviter la mise en oeuvre d'un dispositif spécifique pour la mesure des pressions, qui était nécessaire dans le dispositif antérieur décrit dans le brevet FR 2 730 314.

Dans le procédé selon l'invention, on réalise plus particulièrement les étapes dans lesquelles : - avant chaque exhalation on effectue une mesure du taux de gaz partiel recherché dans l'air ambiant à ladite température To et on prend comme référence de base la valeur indiquée, et - lors de l'exhalation qui suit, on mesure le taux de gaz partiel recherché dans l'air exhalé en comparant la valeur de la mesure obtenue avec celle de référence.

Les capteurs semi-conducteurs à couche mince selon l'invention sont très sensibles de sorte que, avantageusement, on diffuse une très faible partie seulement de l'air exhalé en direction dudit capteur à travers ledit deuxième orifice de sortie, notamment un volume allant de 1 à 5% du volume de l'air total exhalé. Dans ce cas, le reste de l'air exhalé sort à travers ledit premier orifice de sortie sans diffuser sur le capteur.

Les capteurs semi-conducteurs à couche mince utilisés dans le procédé selon l'invention sont également très sensibles à l'humidité contenue dans l'air exhalé, une forte concentration en vapeur d'eau pouvant affecter le taux d'alcool adsorbé et partant, la mesure de la concentration d'alcool contenue dans l'air exhalé.

C'est pourquoi avantageusement on empêche l'eau contenue dans ledit air exhalé, sous forme de vapeur, liquide ou aérosol d'atteindre ledit capteur semi-conducteur.

La présente invention fournit également un dispositif comprenant un embout cylindrique creux destiné à recevoir ledit air exhalé et un porte-embout

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comprenant une cavité cylindrique ouverte destinée à recevoir ledit embout cylindrique, ledit embout cylindrique comprenant un orifice d'entrée dans lequel l'air est exhalé, et un premier orifice de sortie de l'air ainsi qu'un deuxième orifice de sortie à travers lequel au moins une partie, notamment de 1 à 5% de l'air exhalé, est diffusée en direction dudit capteur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un dit capteur semi-conducteur et un dit capteur d'onde sonore adaptés entre ledit embout et ledit porte-embout, à proximité de l'extrémité dudit deuxième orifice de sortie.

Avantageusement, ledit capteur semi-conducteur comporte une résistance chauffante revêtue d'une couche mince de matériau semi conducteur et de préférence, un fil de polysilicium ou de platine, et ledit capteur est protégé par une membrane de protection, de sorte que le gaz diffusé à travers ledit deuxième orifice de sortie est envoyé sur ladite membrane, laquelle empêche l'eau contenue dans ledit air exhalé, sous forme de vapeur, liquide ou aérosol, d'atteindre ledit capteur semi-conducteur.

De préférence ladite membrane de protection forme une pastille de diamètre supérieur à celui dudit deuxième orifice de sortie.

Ainsi, l'impact du flux de gaz sortant de l'enceinte se fait sur la membrane de protection à la surface de laquelle l'eau éventuelle contenue dans l'air exhalé sous forme de liquide ou aérosol est retenue, évitant ainsi la saturation de la couche mince de matériau semi-conducteur.

Avantageusement, ladite membrane de protection est une membrane poreuse perméable audit gaz, notamment à l'alcool et imperméable à l'eau, notamment sous forme de vapeur. Cette membrane qui ne laisse diffuser que l'alcool protège le capteur de la vapeur d'eau ainsi que des aérosols aqueux contenus dans l'air exhalé. Des membranes de ce type sont connues et disponibles dans le commerce. Elles sont notamment réalisées en polythétrafluoroéthylène (PTFE) ou polyfluoroéthylène (PFE).

Les capteurs à couche mince sont très sensibles à la température, de sorte qu'une variation de la température ambiante extérieure a un effet sur la conductivité du matériau semi-conducteur et donc la mesure du taux de gaz recherchée. Cette température ambiante extérieure pourrait varier notamment à cause du débit de l'air exhalé arrivant sur ledit capteur. Toutefois, du fait de la

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membrane de protection selon la présente invention, il n'est pas nécessaire de réguler la tension du courant d'alimentation de ladite résistance de chauffage en fonction de la température ambiante extérieure, car la cause principale de variation, à savoir le débit de l'air exhalé sur le capteur, est amorti par ladite membrane de protection.

Dès lors, si la température ambiante extérieure varie entre la mesure de la valeur de référence avant exhalation et la mesure de l'air exhalé, il est nécessaire de corriger cette variation éventuelle de température extérieure ambiante.

Dans un mode préféré de réalisation, ledit embout comprend une première chambre cylindrique de diamètre correspondant audit orifice d'entrée et une deuxième chambre cylindrique coaxiale de diamètre supérieur à celui de ladite première chambre et correspondant audit premier orifice de sortie axial, ledit deuxième orifice de sortie étant situé latéralement dans la paroi de ladite première chambre cylindrique en amont d'un orifice de passage dans la cloison séparative des deux dites chambres cylindriques adjacentes, le diamètre dudit orifice de passage étant plus petit que celui de ladite première chambre de sorte qu'une partie du volume de l'air exhalé dans ladite première chambre diffuse à travers ledit deuxième orifice de sortie latéral en direction du capteur.

Ce mode de réalisation est préférentiel car il permet de diffuser en direction du capteur un air à pression supérieure, de préférence de 1 à 1,2 bars, ce qui permet d'éviter le recours à un micro pompage comme dans le dispositif antérieur du brevet FR 2 730 314, dans la mesure où, compte tenu de cette pression, l'air diffusé atteint le capteur en quantité suffisante en dépit de l'interposition de ladite membrane de protection.

Dans un mode de réalisation avantageux, ladite cavité cylindrique ouverte dudit porte embout dans laquelle on insère ledit embout cylindrique, comporte un organe escamotable faisant saillie à l'intérieur de ladite cavité dudit porte embout lorsque l'embout n'est pas en position à l'intérieur, et qui est escamoté lorsque ledit embout est inséré à l'intérieur de ladite cavité du porte embout, de sorte que ledit organe escamotable fait office d'interrupteur d'alimentation électrique dudit dispositif.

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Ainsi, la présente invention fournit un procédé d'utilisation d'un dispositif selon l'invention, caractérisé en ce que : - on déclenche l'alimentation de la résistance chauffante dudit capteur par insertion de l'embout dans le porte embout, et - lorsque ladite température de mesure To du capteur est atteinte, un indicateur donne l'autorisation d'exhaler l'haleine dans ledit embout, et - on mesure le taux dudit gaz exhalé dans l'air ambiant avant exhalation, la valeur correspondante de la résistance dudit capteur semi conducteur étant pris comme référence, et - quand le volume d'air exhalé est supérieur ou égal à une valeur donnée, de préférence de 500 ml, de préférence encore 1000 ml, une valeur est affichée de préférence par un indicateur numérique ou analogique, correspondant à une concentration de dit gaz recherché obtenu par comparaison de la valeur de la résistance dudit capteur semi conducteur avec ladite valeur de référence, et - on retire ledit embout, et on interrompt ainsi l'alimentation électrique, de sorte que ladite résistance de chauffage reste encore alimentée jusqu'à ce que la résistance dudit capteur retrouve sa dite valeur de référence.

Le chauffage par la résistance de chauffage permet d'éliminer par brûlage tous lesdits gaz partiels recherchés adsorbés à la surface du semi-conducteur initialement contenus dans l'air exhalé.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière détaillée d'un mode de réalisation fait en référence aux figures 1 à 4 dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe suivant 1,l'de la figure 2 d'un embout buccal selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue latérale de l'embout de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en coupe selon 1,l'd'un dispositif suivant l'invention comprenant un embout et un porte embout ; - la figure 4 représente une vue détaillée du capteur semi-conducteur 13.

Le dispositif de mesure et/ou détection d'un taux d'alcool éthanol dans l'haleine décrit ci-après comprend un embout cylindrique 1 doté d'un orifice d'entrée 9 et d'un orifice de sortie 10 axial, les deux orifices étant situés dans le même axe xx'.

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Plus précisément, l'embout 1 comporte une première chambre cylindrique 7 comprenant un tube 18 autour duquel la personne dont on veut contrôler l'haleine pose ses lèvres pour pouvoir souffler dedans, l'extrémité dudit tube correspondant audit orifice d'entrée 9 ; et une deuxième chambre cylindrique 8, coaxiale et de diamètre plus grand que ladite première chambre et adjacente à celle-ci, séparée par une cloison de forme tronconique dont la concavité est tournée vers ladite première chambre 7. L'extrémité de ladite deuxième chambre 8 correspond audit orifice de sortie axial 10 qui est donc de même diamètre que ladite deuxième chambre cylindrique 8, lesdites première et deuxième chambres 7 et 8 communiquent par un orifice de passage ou restriction 4 de diamètre plus petit que celui de ladite première chambre 7 qui est percée dans ladite cloison de séparation des deux chambres. Un deuxième orifice de sortie 2 situé latéralement dans la paroi de ladite première chambre cylindrique 7 communique avec un capteur semi-conducteur 13 placé en face de son extrémité à l'extérieur de ladite première chambre 7.

L'air passant à travers ladite première chambre 7 émet un signal sonore à une fréquence de 2000 hertz compte tenu de la géométrie particulière de l'embout. On mesure le débit de l'air exhalé en plaçant un capteur sonore 20 de type piezo-électrique du type disponible dans le commerce ou contenu dans les microphones et sonomètres du commerce, alimenté en courant alternatif à proximité de ladite extrémité de l'orifice latéral 2 à l'extérieur de ladite première chambre 7. Ledit capteur sonore 20 est donc placé à côté du capteur semiconducteur 13. Le capteur sonore comprend des moyens électriques pour filtrer les fréquences sonores de manière à mesure l'intensité du son émis à ladite fréquence de 2000 hertz, uniquement de sorte que les bruits ambiants éventuels ne perturbent pas la mesure. Dans la mesure où l'amplitude du signal sonore provenant de l'écoulement de l'air exhalé dans l'embout est proportionnelle au débit du souffle, il sert également à vérifier la continuité du souffle.

On peut ainsi non seulement déterminer le moment où le sujet souffle de l'air alvéolaire à plus de 1000 ml, mais en outre si le souffle n'a pas été interrompu. La fréquence de 2000 hertz mentionnée ci-dessus dépend de la géométrie de l'embout, et peut être changée si on modifie cette géométrie.

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Le capteur semi-conducteur 13 représenté en figure 4 comprend une enceinte 161 dans laquelle est disposé un composé semi-conducteur d'oxyde d'étain en couche mince, on peut utiliser un capteur de référence commerciale MICS 3110.

Ce capteur comprend un filament de polysilicium 19 comme résistance chauffante recouvert de la couche mince d'oxyde d'étain monomoléculaire transparente d'une épaisseur de l'ordre du nanomètre. Ce capteur MICS 3110 présente les caractéristiques suivantes : - maximum du courant de chauffage 40 mA - consommation 80 mW - le voltage recommandé de la résistance de chauffage est de 2,4 Volts.

Pour éviter tout contact du composé semi-conducteur avec de la vapeur d'eau comprise dans l'ai diffusé, laquelle pourrait affecter la fiabilité de la mesure le composé semi-conducteur est protégé par une membrane poreuse de protection sous forme d'une pastille 16 collée sur une grille de protection 162 délimitant l'enceinte 161, ladite membrane recouvrant complètement la surface de la grille 162. On comprend que le diamètre de ladite pastille 16 est supérieur à celui de l'orifice de sortie latéral 2 prévu dans la paroi de ladite première chambre.

Ladite membrane poreuse laissant diffuser l'alcool et arrêtant l'eau sous forme de vapeur ainsi que les aérosols d'eau est réalisée en PTFE. On peut utiliser des membranes de filtration en PTFE vendues par la société Millipore

sous forme de film de porosité inférieure à 10 um, voire inférieure à 5 um. Des matériaux à base de PTFE ou équivalent sont connus sous les marques Téflon@, Goretex@, Nafiong.

Comme représenté sur la figure 3, l'embout 1 est adaptable de façon amovible au porte embout 6. Les différents éléments permettant la mesure du taux d'alcool et du débit de l'air exhalé, à savoir les capteur 13 et microphone 20, ainsi que le circuit électronique permettant la régulation du capteur et du microphone 20 sont emboîtés entre l'embout 1 et le porte-embout 6.

L'embout 1 comporte à sa base une fente 5 de guidage dans l'extrémité de la deuxième chambre près de son orifice de sortie 10 et le porte embout 6 comporte un bossage détrompeur 12 coopérant avec ladite fente 5 pour

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positionner l'embout correctement par rapport au porte embout de manière à ce que notamment l'orifice latéral 2 de ladite première chambre soit en regard de ladite pastille 16. Comme antérieurement, l'embout 1 comporte une jupe circulaire 11 disposée autour du tube 18 constituant l'orifice d'entrée de ladite première chambre, dont la forme permet une manipulation dudit embout 1 sans contact avec le tube 18. La jupe 11 est de préférence de forme tronconique, dont l'extrémité la plus évasée porte une collerette 17 à l'extrémité du tube 18 qui dépasse de la collerette 17 et suffisante pour permettre d'y adapter les lèvres de la personne qui doit souffler dans l'embout 1.

Ladite collerette de protection 17 est assez large de façon à éviter tout contact entre les doigts de l'utilisateur ou ceux des forces de l'ordre qui manipulent l'embout avec la partie 18 destinée à entrer en contact avec la bouche du conducteur que l'on veut contrôler.

De façon nouvelle et originale le porte embout selon l'invention comporte dans sa partie supérieure, un organe escamotable constituant un bouton pressoir 15. En l'absence de l'embout 1 à l'intérieur du porte embout 6, le bouton fait saillie dans la cavité cylindrique ouverte du porte-embout d'axe longitudinal XX' dans laquelle on introduit l'embout 1. Et lorsque l'on introduit l'embout 1 à l'intérieur de ladite cavité cylindrique ouverte du porte embout 6, la partie tronconique de la jupe 11 vient appuyer et escamoter en dégagement ledit bouton pressoir 15, déclenchant ainsi la mise sous alimentation électrique du dispositif à partir d'une batterie qu'il renferme dans ledit porte-embout et permettant l'affichage des indications de mesure de taux d'alcool et de débit. Les indications qui peuvent apparaître sous forme d'affichage ou sous forme de voyant lumineux et/ou sonore, analogique ou numérique, indiquant notammentun éventuel manque de pression et/ou une présence d'alcool dans l'air exhalé et détecté au-dessus d'un seuil donné.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure et/ou détection d'un taux de gaz partiel contenu dans de l'air exhalé dans une enceinte constituée de préférence d'un embout cylindrique creux (1), comprenant un orifice d'entrée (9), un premier orifice de sortie (10) et un deuxième orifice de sortie (2) à travers lequel une partie seulement de l'air exhalé est diffusée vers un moyen de contrôle (13) dudit taux de gaz partiel, procédé dans lequel on mesure le débit de l'air exhalé afin de ne mesurer le taux de gaz partiel recherché que lorsqu'une certaine quantité d'air a déjà été exhalée, procédé caractérisé en ce que : - on utilise comme moyen de contrôle dudit taux de gaz recherché, un capteur semi-conducteur à couche mince, dont la conductivité varie en fonction du taux de dit gaz recherché en contact avec ladite couche dedit semi conducteur, et on chauffe ledit semi conducteur avec une résistance chauffante revêtue de ladite couche mince à une température donnée To. et - on mesure le débit de l'air exhalé en mesurant la variation de l'amplitude de l'onde sonore émise par la circulation de l'air exhalé à travers ladite enceinte (1) à l'aide d'un capteur d'onde sonore (20).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure le taux d'éthanol dans l'air diffusé sur ledit capteur semi-conducteur lorsque la mesure de débit indique que l'air diffusé est de l'air alvéolaire exhalé, de préférence lorsque le volume d'air exhalé est supérieur ou égal à 500 ml, de préférence encore supérieur ou égal à 1000 ml.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on mesure le débit de l'air exhalé en mesurant la variation de l'amplitude de l'onde sonore émise par ledit air exhalé à travers ladite enceinte à l'aide d'un capteur d'onde sonore placé à proximité de l'extrémité dudit deuxième orifice, à l'extérieur de ladite enceinte (1).
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on empêche l'eau contenue dans ledit air exhalé, notamment sous forme de vapeur, liquide ou aérosol, d'atteindre ledit capteur semi-conducteur (13.)
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :

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   - avant chaque exhalation on effectue une mesure du taux de gaz partiel recherché dans l'air ambiant à ladite température To et on prend comme référence de base la valeur indiquée, et - lors de l'exhalation qui suit, on mesure le taux de gaz partiel dans l'air exhalé en comparant la valeur de la mesure obtenue avec celle de référence.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on diffuse une partie seulement de l'air exhalé en direction dudit capteur à travers ledit deuxième orifice de sortie, ladite partie correspondant à un volume allant de 1 à 5% du volume de l'air total exhalé.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit capteur semi conducteur en couche mince est un capteur à base d'oxyde d'étain sensible à l'éthanol et ladite température de mesure To est de préférence de 300 à 500 C, de préférence encore aux environs de 380 C.
8. 8. Dispositif utile pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un embout cylindrique creux (1) destiné à recevoir ledit air exhalé et un porte-embout (6), et comprenant une cavité cylindrique ouverte destinée à recevoir ledit embout cylindrique (1), ledit embout cylindrique comprenant un orifice d'entrée (9) dans lequel l'air est exhalé, et un premier orifice de sortie (10) de l'air ainsi qu'un deuxième orifice de sortie (2) à travers lequel au moins une partie de l'air exhalé, est diffusée en direction dudit capteur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un dit capteur semi-conducteur (13) et un dit capteur d'onde sonore (20) adaptés entre ledit embout (1) et dit porte-embout (6) à proximité de l'extrémité dudit deuxième orifice de sortie.
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que : - ledit capteur semi-conducteur comporte une résistance chauffante revêtue d'une couche mince de matériau semi conducteur et de préférence un fil de polysilicium ou de platine, et - ledit capteur semi-conducteur est protégé par une membrane de protection (16), de sorte que le gaz diffusé à travers ledit deuxième orifice de sortie (2) est envoyé sur ladite membrane de protection (16), laquelle empêche l'eau contenue dans ledit air exhalé, notamment sous forme de vapeur, liquide ou aérosol, d'atteindre ledit capteur semi-conducteur.

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10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite membrane de protection (16) est une membrane poreuse, perméable audit gaz et imperméable à l'eau, notamment sous forme de vapeur, liquide ou aérosol.
11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit embout comprend une première chambre cylindrique (17) de diamètre correspondant audit orifice d'entrée (9) et une deuxième chambre cylindrique (8) coaxiale, de diamètre supérieur à celui de ladite première chambre, et correspondant audit premier orifice de sortie axial (10), ledit deuxième orifice de sortie (2) étant situé latéralement dans la paroi de ladite première chambre cylindrique (7) en amont d'un orifice de passage (4) dans la cloison séparative des deux dites chambres cylindriques adjacentes, le diamètre dudit orifice de passage (4) étant plus petit que celui de ladite première chambre (7) de sorte qu'une partie du volume de l'air exhalé dans ladite première chambre diffuse à travers ledit deuxième orifice de sortie latéral (2) en direction du capteur.
12. 12 Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ladite cavité cylindrique ouverte dudit porte-embout (6) dans laquelle on insère ledit embout cylindrique (1), comporte un organe escamotable (15) faisant saillie à l'intérieur de ladite cavité dudit porte-embout (6) lorsque l'embout (1) n'est pas en position à l'intérieur, et qui est escamoté lorsque ledit embout (1) est inséré à l'intérieur de ladite cavité du porte embout (6), de sorte que ledit organe escamotable (15) fait office d'interrupteur d'alimentation électrique dudit dispositif.
13. 13 Procédé d'utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que : - on déclenche l'alimentation de la résistance chauffante dudit capteur (13) par insertion de l'embout (1) dans le porte embout (6), et - lorsque ladite température de mesure To du capteur est atteinte, un indicateur donne l'autorisation d'exhaler l'haleine dans ledit embout (1), et - on mesure le taux dudit gaz exhalé dans l'air ambiant avant exhalation, la valeur correspondante de la résistance dudit capteur semi-conducteur étant pris comme référence, et - quand le volume d'air exhalé est supérieur ou égal à une valeur donnée, de préférence de 500 ml, de préférence encore 1000 ml, une valeur est affichée

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    de préférence par un indicateur numérique ou analogique, correspondant à une concentration de dit gaz recherché obtenu par comparaison de la valeur de la résistance dudit capteur semi conducteur avec ladite valeur de référence, et - on retire ledit embout, et on interrompt ainsi l'alimentation électrique, de sorte que ladite résistance de chauffage reste toutefois encore alimentée jusqu'à ce que la résistance dudit capteur retrouve sa dite valeur de référence.