JP2001021567A - 体内中のアルコール濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な構成で被検者の血液中のアルコール濃
度を正確に測定する。 【解決手段】 被検者が指の腹２０をプローブ３の防滴
透湿膜３２に押し付けた状態で、プランジャ５２を略一
定速度で引く。すると、汗中の揮散成分がプローブ３内
で清浄空気に拡散し、シリンダ５１内に貯留される。そ
のあと、バルブ４を切り替えてプランジャ５２を略一定
速度で押し込み、貯留しておいたガスをセンサ室６に送
り込む。ガスがセンサ室６に流れ込むに伴い、蓋部６２
は自発的に後退し、センサ室６内は略一定ガス圧に維持
される。このガスに含まれるアルコール分子はセンサ７
の感応膜に付着し、それにより生じる抵抗変化を測定部
８で測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲酒等により体内
に摂取されたアルコール（エタノール）の濃度を測定す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲酒運転の防止等を目的として、運転者
が摂取したアルコールの濃度を測定する装置が用いられ
ている。このようなアルコール濃度測定装置において最
も一般的なのは、被検者の呼気を採取して、これをアル
コールに応答するセンサに暴露させる装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、飲酒をした者の酩酊度合は血液中のアルコール濃度
に依存しているのに対し、呼気中のアルコール濃度は必
ずしも血液中のアルコール濃度を反映しているとは限ら
ない。また、呼気中のアルコール濃度が高くても、被検
者が或る種の物質を口に含むと、アルコール濃度が低い
という結果が出るという問題もある。即ち、上述したよ
うなアルコール濃度測定装置は、運転者の酩酊度合を正
確に判断するに適当でないことがある。

【０００４】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的とするところは、被検者が摂取
したアルコール濃度を、簡便な構成によって正確に測定
することができるアルコール濃度測定装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、血液中の
アルコール濃度と汗中のアルコール濃度とが良好な相関
関係を示すという研究結果（「汗中のアルコール濃度測
定装置の開発と血中アルコール濃度との相関」津田、北
川、大橋、亀井、内藤、中島、第５回日本発汗研究会
誌、１９９７年８月）に着目した。しかしながら、該文
献で示されている方法は、採取した汗をガスクロマトグ
ラフ装置で分析するという手法であり、正確な測定は可
能であるものの、検問現場等で使用するには適さない。

【０００６】これに対し、本発明に係るアルコール濃度
測定装置は、汗中のアルコール濃度を簡便に、しかも正
確に測定し得るものであって、 a)空気を取り入れる通気管と、 b)密着された被検者の皮膚から出る汗の含有成分を、前
記通気管を通して導入された空気中に混入させる試料採
取手段と、 c)複数の電極間に感応膜を有し、該感応膜にアルコール
が付着したときの電極間の電気的変化を検出するガスセ
ンサを備えたセンサ室と、 d)前記通気管を通して試料採取手段に空気を流通させ、
該試料採取手段にて汗の含有成分が混入された空気を前
記センサ室に導入する試料導入手段と、を備えることを
特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】ここで、試料導入手段としては、
例えば所定容積を有するシリンダを含むプランジャポン
プを利用し、このプランジャポンプの吸引によって通気
管及び試料採取手段に空気を流通させる構成とすること
ができる。

【０００８】また、試料採取手段としては、略密閉され
た容器の一部の開口に、液体を透過させず汗中の揮散物
質のみを透過させる膜体を張設したプローブを利用する
ことができる。

【０００９】この構成では、被検者が例えば指の腹を試
料採取手段（例えば上記プローブの膜体）に押し付けた
状態で、試料導入手段は空気を通気管に流通させる。す
ると、通気管を介して取り入れられた空気中に被検者の
汗に含まれるアルコールが拡散し、そのガスがセンサ室
へと導入される。通常、上記ガスセンサの応答特性は圧
力依存性を有しているから、この影響を排除するため
に、略一定圧力でセンサ室にガスを導入する構成とする
ことが好ましい。センサ室にアルコールを含む空気が導
入されると、ガスセンサの感応膜にアルコール分子が付
着し、電極間の抵抗が変化する。その変化量でもってア
ルコールの濃度を判断することができる。

【００１０】なお、汗の含有成分が混入される空気は、
塵埃や他の不純物成分が除去されていることが望ましい
から、通気管上にはこれら不所望の物質を除去可能なフ
ィルタを設けるとよい。

【００１１】

【発明の効果】本発明に係るアルコール濃度測定装置に
よれば、きわめて簡便な構成でもって汗中のアルコール
濃度を測定することができ、汗中のアルコール濃度と血
液中のアルコール濃度との相関関係を利用して血液中の
アルコール濃度を得ることができる。構成が簡便である
ので、装置は安価であり、小型で携帯にも便利である。
また、測定に時間を要さないので、検問現場等での使用
に好適である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のアルコール濃度測定装置の一
実施例を図面を参照して説明する。図１は、本アルコー
ル濃度測定装置の構成図である。

【００１３】図１に示すように、一端が大気に向けて開
放した空気流通口１となっている流路１１上には、空気
中の塵埃や不所望の成分を除去するための活性炭等から
成るフィルタ２が設けられており、その流路１１の他端
はプローブ３に接続されている。プローブ３は、直径が
１〜２ｃｍ程度の大きさの有底偏平円筒形状の基体３１
の上面に防滴透湿膜３２（例えば、ジャパンゴアテック
ス社製のゴアテックスなど）を張設した構成を有してい
る。基体３１の側部に接続された他の流路１２はバルブ
（３ポート２ポジションバルブ）４のポートａに接続さ
れ、バルブ４のポートｂはプランジャポンプ５に接続さ
れている。

【００１４】プランジャポンプ５は、所定容積（例えば
１００ｃｃ程度）を有するシリンダ５１と、シリンダ５
１内側に摺動自在に挿入されたプランジャ５２と、プラ
ンジャ５２を引く又は押し込むための往復動を行うモー
タを含む駆動部５３とから成る。バルブ４のもう一つの
ポートｃは、センサ７を備えたセンサ室６に接続されて
いる。センサ室６は、流路が接続された端面が閉塞した
筒状容器６１と、該容器６１の内側に摺動自在に嵌挿さ
れた蓋部６２とから成り、筒状容器６１内の空気圧が略
一定に保たれるように蓋部６２は自発的に往復動する構
造となっている。

【００１５】図２は、センサ７の構造の一例を示す斜視
図である。センサ７は、図２に示すように、絶縁基板７
１上に互いに対向する２個の櫛形状の電極７２を備え、
該電極７２を被覆するように感応膜７３が形成されてい
る。感応膜７３としては、例えばポリピロール、ポリチ
オフェン等の導電性高分子から成る膜を用いることがで
きる。センサ７はエチルアルコールに対して応答特性を
有しており、エチルアルコール分子が感応膜７３の表面
に付着すると、該分子の直接的又は間接的な関与により
導電性高分子の導電率が変化する。これにより、電極７
２間の抵抗値が変化する。センサ７の電極７２に接続さ
れた測定部８は、このような抵抗値の変化を検出し、後
述のような処理を行ってアルコール濃度を算出し、それ
を表示部９に表示する。制御部１０は、バルブ４の切替
え、駆動部５３の動作、測定部８の処理などを統括的に
制御している。

【００１６】次いで、上記アルコール濃度測定装置の動
作を説明する。まず、流路１１、１２内部やシリンダ５
１内部、センサ室６内部などの洗浄を行う。即ち、バル
ブ４を図１の実線のように接続し、プランジャ５２を引
く。すると、主として空気流通口１を通して吸引された
大気がシリンダ５１内に貯留される。次いで、バルブ４
を図１の点線のように接続し、プランジャ５２を押し込
む。すると、シリンダ５１内に貯留されている空気がセ
ンサ室６内に送り込まれる。そのあと、プランジャ５２
を引いてセンサ室６内の空気をシリンダ５１内へと戻
し、バルブ４を図１の実線状態に切り替えたあと、プラ
ンジャ５２を押し込んで貯留されていた空気を外部へ押
し出す。このような動作を数回繰り返すことにより、流
路１１、１２内部などに残留していた不所望の成分（例
えば、前回の測定の際に採取されたアルコールなど）が
除去される。

【００１７】実際の測定の開始時点では、プランジャ５
２はシリンダ５１に最も押し込んだ状態にあり、蓋部６
２は筒状容器６１に最も押し込まれた状態にある。被検
者は、図１に示すように、手の指の腹２０をプローブ３
の防滴透湿膜３２に押し当てる。このとき、指の腹２０
によって防滴透湿膜３２が完全に被覆されることが望ま
しいから、そのようにプローブ３の大きさなどを決めて
おくとよい。

【００１８】指の腹２０が押し当てられた状態で、駆動
部５３はプランジャ５２を略一定速度で引く。すると、
空気流通口１を介して取り込まれた大気がフィルタ２を
通過し、不純物が除去されてプローブ３に導入される。
プローブ３の防滴透湿膜３２は液体状になった汗を透過
せず、汗線から発散した水蒸気とそれに含まれる成分の
みを透過させる。汗の中にエチルアルコールが含まれる
場合には、エチルアルコールの気体分子も防滴透湿膜３
２を透過し基体３１の内側に入る。これら気体成分はプ
ローブ３の内部で清浄空気に拡散し、バルブ４を介して
シリンダ５１の内部に流れ込む。所定位置までプランジ
ャ５２を引くと、プランジャ５２の移動は停止される。

【００１９】次に、バルブ４が図１に点線で示すように
切り替えられるとともに、駆動部５３はプランジャ５２
をシリンダ５１へ略一定速度で押し込む。プランジャ５
２が押し込まれるに従い、シリンダ５１内に貯留されて
いた空気はバルブ４を介してセンサ室６へと送られる。
筒状容器６１内の空気が増加するに伴い、蓋部６２は移
動してセンサ室６の容積も増加し、センサ室６内部のガ
ス圧は略一定に維持される。センサ室６内部のガス圧を
略一定に維持するのは、センサ７の応答特性がガス圧の
影響を受けるからであって、これにより測定の正確性が
高まる。

【００２０】センサ室６に汗の成分を含む空気が導入さ
れたとき、エチルアルコール分子が含まれているとセン
サ７の感応膜７３に付着し、電極７２間の抵抗が変化す
る。このときの抵抗変化は、図３に示すようになる。即
ち、センサ７の出力は或る程度の時間遅延をもって変化
し、所定時間が経過すると飽和して略一定値に落ち着
く。測定部８は、このように変化する抵抗値を監視し、
抵抗値の変化が略一定になった時点でその抵抗変化量を
記憶する。そして、予め記憶されている検量線に照らし
て抵抗変化量からアルコール濃度を算出する。

【００２１】上述のような検量線は、予め既知のアルコ
ール濃度を有する標準試料を測定した結果に基づいて作
成しておくことができる。

【００２２】なお、センサ７はアルコールに対して応答
特性を有するものであれば種々のものを利用することが
できるが、好ましくはアルコールのみに応答を有し、他
の成分には応答を示さないものが適当である。

【００２３】また、センサ７は導電性高分子膜を利用し
たものに限定されず、例えば金属酸化物半導体センサな
ど他のセンサであってもよい。また、１個のセンサのみ
でなく、応答特性の相違する複数のセンサを用い、その
複数のセンサの出力を組み合わせてアルコール濃度に対
応する指標値を求めるようにしてもよい。このような構
成では、或るセンサがアルコール以外の物質にも応答を
示す場合であっても、その物質に応答を示さない他のセ
ンサを利用して、アルコールに対する応答のみを取得す
ることができる。

【００２４】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変形や修正を行えることは明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例によるアルコール濃度測定
装置の構成図。

【図２】 本実施例のセンサの構造を示す斜視図。

【図３】 本実施例の動作を説明するための波形図。

【符号の説明】

１…空気流通口 ２…フィルタ ３…プローブ ３１…基体 ３２…防滴透
湿膜 ４…バルブ ５…プランジャポンプ ５１…シリンダ ５２…プラン
ジャ ５３…駆動部 ６…センサ室 ６１…筒状容器 ６２…蓋部 ７…センサ ７１…絶縁基板 ７２…電極 ７３…感応膜 ８…測定部 ９…表示部 １０…制御部 １１、１２…
流路 ２０…指の腹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 a)空気を取り入れる通気管と、 b)密着された被検者の皮膚から出る汗の含有成分を、前
   記通気管を通して導入された空気中に混入させる試料採
   取手段と、 c)複数の電極間に感応膜を有し、該感応膜にアルコール
   が付着したときの電極間の電気的変化を検出するガスセ
   ンサを備えたセンサ室と、 d)前記通気管を通して試料採取手段に空気を流通させ、
   該試料採取手段にて汗の含有成分が混入された空気を前
   記センサ室に導入する試料導入手段と、 を備えることを特徴とする体内中のアルコール濃度測定
   装置。