JP2008083002A

JP2008083002A - Device and method for detecting alcohol

Info

Publication number: JP2008083002A
Application number: JP2006266442A
Authority: JP
Inventors: Mikio Tsuji; 幹男辻; Makoto Kuwataka; 誠桑高; Kazuko Takamatsu; 和子高松; Hiroyuki Oka; 博之岡
Original assignee: MIGHTY KK; Figaro Engineering Inc; Doshisha Co Ltd; Mighty Corp
Current assignee: MIGHTY KK; Figaro Engineering Inc; Doshisha Co Ltd; Mighty Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP4901401B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for detecting alcohol that enables immediate detection of accurate alcohol concentration, in a device that has high responsiveness and accurately measures alcohol concentration. <P>SOLUTION: In the device 1 for detecting alcohol that outputs a detection result, in response to the alcohol concentration in an atmosphere 25, based on the output from an alcohol detecting sensor 23, the resistance value of an alcohol detecting sensor 23 is calculated of derivative, and the alcohol concentration is detected, by observing the rising condition of the signal, as well as, the spraying state to the alcohol detecting sensor 23 is determined. The determination of the spraying state is carried out, by further taking the derivative of the differentiated value and detecting the rise state of the value calculated of derivative. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルコール検知センサを用いて雰囲気内に含まれるアルコールの濃度を検出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting the concentration of alcohol contained in an atmosphere using an alcohol detection sensor.

近年、飲酒運転の罰則強化に伴い、警察による飲酒運転の取り締まりやタクシー業界などにおける業務前の飲酒チェックなどが厳しく行われるようになってきている。このような飲酒量のチェックを行う場合、一般的には、人間の嗅覚によって飲酒の一次検査とアルコール検出装置を用いた精密な検査とが行われる。 In recent years, along with the stricter penalties for drunk driving, police have drastically enforced drunk driving and drunk checks prior to work in the taxi industry. When checking the amount of drinking, in general, a primary test of drinking and a precise test using an alcohol detection device are performed based on human olfaction.

従来のアルコール検出装置の概要について説明すると、従来のアルコール検出装置は、検知部と測定部とを備えている。このうち検知部は、雰囲気を有するプラスチックなどで構成された筐体と、その奥方に設けられたアルコール検知センサとを備え、筐体表面の多孔から息を吹き掛けるようにしている。このような装置において、被験者が筐体の多孔から息を吹き掛けると、その息が雰囲気中に取り込まれ、アルコール検知センサの表面にアルコール成分が付着する。そして、アルコール成分がセンサの表面に付着すると、センサの抵抗値が、図９（ａ）に示すように低下していき、その抵抗値の変化に基づいてアルコール濃度が検出される。なお、図９（ａ）において、横軸は時間軸を示しており、横軸における「０」は息を吹き掛けた時間を示している。また、計測波形における極小点は息の吹き掛けを停止させた時点を示しており、息の吹き掛けに伴って抵抗値が徐々に下がっていき、息の吹き掛けの停止時点から徐々に抵抗値が元に戻るようになっている。このように抵抗値の極小点からアルコール濃度を検出すると、次に、アルコール検知センサの下方に設けられたヒーターによって表面に付着したアルコール成分を蒸発させ、筐体の多孔や側方に設けられた排気口から不要なアルコール成分などを放出させる。 The outline of the conventional alcohol detection device will be described. The conventional alcohol detection device includes a detection unit and a measurement unit. Among these, the detection unit includes a casing made of plastic having an atmosphere and an alcohol detection sensor provided in the back thereof, and blows from the perforations on the surface of the casing. In such an apparatus, when a subject blows from the perforation of the housing, the breath is taken into the atmosphere, and an alcohol component adheres to the surface of the alcohol detection sensor. When the alcohol component adheres to the surface of the sensor, the resistance value of the sensor decreases as shown in FIG. 9A, and the alcohol concentration is detected based on the change in the resistance value. In FIG. 9A, the horizontal axis indicates the time axis, and “0” on the horizontal axis indicates the time when the breath is blown. In addition, the minimum point in the measurement waveform indicates the point in time when the breath blowing is stopped, and the resistance value gradually decreases with the breath blowing, and the resistance value gradually increases from the point when the breath blowing stops. Is now back. When the alcohol concentration is detected from the minimum point of the resistance value in this way, the alcohol component adhering to the surface is then evaporated by the heater provided below the alcohol detection sensor, and the alcohol component is provided in the porous or side of the housing. Unnecessary alcohol components are discharged from the exhaust port.

ところで、このように従来のアルコール検出装置を用いてアルコール濃度を検出する場合、アルコール検知センサの表面にアルコール成分や水滴が付着してしまうため、ある程度の時間ヒーターによって加熱させて、その表面に付着したアルコール成分を取り除く必要がある。一般に、この加熱による放置時間としては、吹き掛け時間にもよるが、４秒程度の吹き掛けを行った場合には、１２０秒以上放置させなければ直前の被験者の影響が残って正確に検査できないとされている。このため、多くの者を検査する場合においては、非常に長い時間待たされしまうといった問題がある。 By the way, when alcohol concentration is detected using a conventional alcohol detection device in this way, alcohol components and water droplets adhere to the surface of the alcohol detection sensor. It is necessary to remove the alcohol component. In general, the standing time due to heating depends on the spraying time, but when spraying is performed for about 4 seconds, the influence of the immediately preceding subject remains and cannot be accurately inspected unless left for 120 seconds or longer. It is said that. For this reason, when many people are inspected, there is a problem of waiting for a very long time.

このような問題を解決するための方法として、下記の特許文献１には、応答性を高くして即座にアルコール濃度を検出できるようにした装置が提案されている。 As a method for solving such a problem, the following Patent Document 1 proposes an apparatus capable of increasing the responsiveness and immediately detecting the alcohol concentration.

この特許文献１に開示される装置は、アルコール検出センサの出力を増幅させる増幅回路と、このアルコールセンサの出力を微分する微分回路と、この増幅回路の出力と微分回路の出力とを加算して出力する加算回路とを備えるようにしている。一般に、アルコール濃度の検出値（ppm）は、息の吹き掛け時点から徐々に上昇していくことになるが、このような装置によれば、図９（ｂ）に示すように、微分回路によって息の吹き掛けと同時に信号が急激に立ち上がるため、この立ち上がり状態を検出することにより即座にアルコール濃度を推定して飲酒状態をチェックすることができる。そして、この吹き掛け時間を短くすることによって、アルコール成分の蒸発までの時間を短くし、次の被験者までの待ち時間を大幅に短縮化させることができる。
特開平０６−８２４１１号公報 The device disclosed in Patent Document 1 includes an amplification circuit that amplifies the output of the alcohol detection sensor, a differentiation circuit that differentiates the output of the alcohol sensor, and adds the output of the amplification circuit and the output of the differentiation circuit. And an adding circuit for outputting. In general, the alcohol concentration detection value (ppm) gradually increases from the time of breathing, but according to such a device, as shown in FIG. Since the signal rises abruptly at the same time as the breath is blown, the alcohol concentration can be immediately estimated by detecting this rising state to check the drinking state. And by shortening this spraying time, the time until the evaporation of the alcohol component can be shortened, and the waiting time until the next subject can be greatly shortened.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-82411

しかしながら、このようなアルコール検出装置を用いた場合であっても、次のような問題を生ずる。すなわち、このようなアルコール検出装置では、信号の立ち上がり状態のみを検出するものであるため、例えば、空気を肺に飲み込むことなく大量に空気を口腔内に含ませておき、これを雰囲気中に吹き掛けると、その吹き掛けた瞬間におけるアルコール濃度を検出してしまい、本来「不合格」と判定されるべきものが「合格」と判定されてしまう可能性がある。このため、アルコール濃度を迅速に判定することができたとしても、正確性に欠けるという問題があった。 However, even when such an alcohol detection device is used, the following problems occur. That is, in such an alcohol detection device, only the rising state of the signal is detected. For example, a large amount of air is contained in the oral cavity without swallowing the lung, and this is blown into the atmosphere. When applied, the alcohol concentration at the moment of spraying is detected, and what is supposed to be determined as “fail” may be determined as “pass”. For this reason, even if the alcohol concentration could be determined quickly, there was a problem of lack of accuracy.

そこで、本発明は上記課題に着目して、応答性が高く、即座にアルコール濃度を検出できるアルコール検出装置において、アルコール濃度を正確に検出できるようにしたアルコール検出装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention focuses on the above-described problems, and an object thereof is to provide an alcohol detection device capable of accurately detecting an alcohol concentration in an alcohol detection device having high responsiveness and capable of immediately detecting the alcohol concentration. .

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、アルコール検知センサからの出力に基づいて雰囲気中のアルコール濃度に応じた検出結果を出力するアルコール検出装置において、アルコール検知センサの出力を微分する演算手段と、アルコール検知センサへの吹き掛け状態を判定する吹き掛け状態判定手段とを備え、前記演算手段によって得られたアルコール検知センサの出力の微分値に基づく結果と、前記吹き掛け状態判定手段による吹き掛け状態の判定結果を出力するようにしたものである。 That is, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides an alcohol detection device that outputs a detection result corresponding to the alcohol concentration in the atmosphere based on the output from the alcohol detection sensor, and an arithmetic means for differentiating the output of the alcohol detection sensor. And a spray state determining means for determining a spray state on the alcohol detection sensor, the result based on the differential value of the output of the alcohol detection sensor obtained by the calculating means, and the spray state determined by the spray state determining means The determination result of the hanging state is output.

そして、微分値の絶対値が基準値以上である場合に、基準のアルコール濃度以上のアルコール成分が含まれている旨の出力を行うようにする。 When the absolute value of the differential value is greater than or equal to the reference value, an output indicating that an alcohol component having a reference alcohol concentration or higher is included is performed.

このようにすれば、息の吹き掛けに伴う信号の立ち上がり状態に基づいて迅速にアルコール濃度を検出することができるとともに、吹き掛け時において口腔内の空気のみを吹き掛けたとしても流量不足として再検査を促すことができ、正確かつ迅速に検査を行うことができるようになる。 In this way, it is possible to quickly detect the alcohol concentration based on the rising state of the signal accompanying the blowing of the breath, and even if only air in the oral cavity is blown at the time of blowing, Inspection can be promoted, and inspection can be performed accurately and quickly.

また、このような発明において、吹き掛け状態を判定する場合、アルコール検知センサの出力を微分した値をさらに微分する第二の演算手段を備え、この第二の演算手段によって得られた微分値の絶対値が基準値以上である場合に、基準量以上の吹き掛けが行われたと判定するようにする。一般に、吹き掛け流量が少ない場合は、例えば、図７のθに示すように吹き掛け時点の微分値の値も小さくなり、逆に、吹き掛け流量が多い場合は、微分値の値も大きくなる。このため、この微分値の波形の立ち上がり状態から吹き掛け状態を判定する。 Further, in such an invention, when determining the spraying state, the apparatus further comprises second computing means for differentiating the value obtained by differentiating the output of the alcohol detection sensor, and the differential value obtained by the second computing means is obtained. When the absolute value is equal to or greater than the reference value, it is determined that spraying exceeding the reference amount has been performed. In general, when the spray flow rate is small, for example, as shown by θ in FIG. 7, the differential value at the spray point is small, and conversely, when the spray flow rate is large, the differential value is also large. . Therefore, the spraying state is determined from the rising state of the waveform of the differential value.

このようにすれば、ソフトウェアによるアルゴリズムによって吹き掛け状態を判定することができるため、現在市場に流通しているアルコール検出装置の構造を用いて吹き掛け状態をも判定することができるようになる。 In this way, since the spraying state can be determined by an algorithm based on software, the spraying state can also be determined using the structure of the alcohol detection device currently on the market.

本発明によれば、アルコール検知センサからの出力に基づいて雰囲気中のアルコール濃度に応じた検出結果を出力するアルコール検出装置において、アルコール検知センサの出力を微分する演算手段と、アルコール検知センサへの吹き掛け状態を判定する吹き掛け状態判定手段とを備え、前記演算手段によって得られたアルコール検知センサの出力の微分値に基づく結果と、前記吹き掛け状態判定手段による吹き掛け状態の判定結果を出力するようにしたので、吹き掛け時において口腔内の空気のみを吹き掛けたとしても流量不足として再検査を促すことができ、正確かつ迅速に検査を行うことができるようになる。 According to the present invention, in the alcohol detection device that outputs a detection result corresponding to the alcohol concentration in the atmosphere based on the output from the alcohol detection sensor, the arithmetic means for differentiating the output of the alcohol detection sensor, and the alcohol detection sensor A spray state determining means for determining the spray state, and outputting a result based on a differential value of the output of the alcohol detection sensor obtained by the calculating means and a result of determining the spray state by the spray state determining means As a result, even if only air in the oral cavity is blown at the time of spraying, re-examination can be promoted due to insufficient flow, and the test can be performed accurately and quickly.

以下、本発明の一実施の形態におけるアルコール検出装置１について説明する。図１はアルコール検出装置１の機能ブロック図を示したものであり、図２は、そのアルコール検出部２の断面構造を示したものである。 Hereinafter, the alcohol detection device 1 according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a functional block diagram of the alcohol detection device 1, and FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the alcohol detection unit 2.

この実施の形態におけるアルコール検出装置１は、被験者である人間が息を吹き掛けるためのアルコール検出部２と、このアルコール検出部２に吹き掛けられた息からアルコール濃度を検出する測定装置３とを備えて構成される。 The alcohol detection device 1 in this embodiment includes an alcohol detection unit 2 for a human subject to blow, and a measurement device 3 for detecting the alcohol concentration from the breath blown on the alcohol detection unit 2. It is prepared for.

まず、アルコール検出部２について説明すると、アルコール検出部２は、図２に示すように、筐体２１で囲まれた雰囲気２５の奥方にアルコール検知センサ２３を備えており、センサからの出力によってアルコール濃度を検出する。このアルコール検出部２は、この実施の形態では、複数の被験者を連続して検査できるように複数個設けられており、家庭用電源であるＡＣ電源を用いて電力供給を行えるようにしている。 First, the alcohol detection unit 2 will be described. As shown in FIG. 2, the alcohol detection unit 2 includes an alcohol detection sensor 23 at the back of the atmosphere 25 surrounded by the casing 21, and the alcohol detection unit 2 outputs alcohol according to the output from the sensor. Detect the concentration. In this embodiment, a plurality of alcohol detectors 2 are provided so that a plurality of subjects can be continuously examined, and power can be supplied using an AC power source that is a household power source.

このアルコール検出部２における筐体２１は、プラスチックなどの樹脂によって構成されており、その表面に複数の微小孔２２を設けて、そこから被験者の息を吹き込めるようにしている。この微小孔２２を介して吹き込まれた息は、その奥方に設けられた雰囲気２５内に取り込まれ、さらに、その奥方に設けられたアルコール検知センサ２３によってアルコール濃度が検出される。この雰囲気２５の大きさについては、可能な限り小さく設定するのが好ましい。すなわち、雰囲気２５を大きくした場合は、このアルコール検出部２を連続して使用した場合、前の被験者の息が完全に排出されることなく雰囲気２５中に滞留してしまい、誤検出を生じてしまう可能性がある。このため、可能な限り雰囲気２５を小さくするとともに、筐体２１の側方に設けられた排気口２６を介して雰囲気２５内のガスを効率よく排出できるようにする。一方、アルコール検知センサ２３は、その表面に付着したアルコール成分などに基づいて抵抗値を変化させるもので、アルコール成分が表面に多く付着するほど抵抗値が下がるようになっている。さらに、このアルコール検知センサ２３の下方には、ヒーター２４が一体的に取り付けられており、アルコール検知センサ２３の表面に付着したアルコール成分などを蒸発させる。このヒーター２４はＡＣ電源などを用いて常時２００℃〜４００℃の温度を維持するように設定されており、これによってアルコール検知センサ２３の表面に付着したアルコール成分や息に含まれる水蒸気などを蒸発させる。この蒸発したアルコール成分などは、筐体２１に設けられた微小孔２２や、もしくは、その筐体２１の側方に設けられた排気口２６を介して外部空間に放出されるが、効率よくガスを排出するためには、ファンなどの強制的な排気機構を設けるようにしてもよい。 The casing 21 in the alcohol detection unit 2 is made of a resin such as plastic, and a plurality of micro holes 22 are provided on the surface thereof so that the subject's breath can be blown from there. The breath blown through the minute holes 22 is taken into the atmosphere 25 provided in the back, and the alcohol concentration sensor 23 provided in the back detects the alcohol concentration. The size of the atmosphere 25 is preferably set as small as possible. That is, when the atmosphere 25 is enlarged, when the alcohol detection unit 2 is continuously used, the previous subject's breath is not completely discharged but stays in the atmosphere 25, resulting in false detection. There is a possibility. Therefore, the atmosphere 25 is made as small as possible, and the gas in the atmosphere 25 can be efficiently discharged through the exhaust port 26 provided on the side of the housing 21. On the other hand, the alcohol detection sensor 23 changes the resistance value based on the alcohol component or the like adhering to the surface thereof, and the resistance value decreases as more alcohol component adheres to the surface. Further, a heater 24 is integrally attached below the alcohol detection sensor 23 to evaporate alcohol components and the like attached to the surface of the alcohol detection sensor 23. The heater 24 is set to always maintain a temperature of 200 ° C. to 400 ° C. using an AC power source or the like, thereby evaporating alcohol components adhering to the surface of the alcohol detection sensor 23 or water vapor contained in the breath. Let The evaporated alcohol component or the like is discharged into the external space through the micro holes 22 provided in the casing 21 or the exhaust ports 26 provided on the sides of the casing 21. In order to discharge the air, a forced exhaust mechanism such as a fan may be provided.

一方、このアルコール検知センサ２３に接続される測定装置３はタッチパネル式の表示部を備えてなるもので、タッチパネルを操作することによって複数のアルコール検知センサ２３のうち、いずれのセンサを使用するかを選択して、アルコール濃度の検出結果を表示出力できる機能を有している。 On the other hand, the measuring device 3 connected to the alcohol detection sensor 23 includes a touch panel type display unit, and which one of the plurality of alcohol detection sensors 23 is used by operating the touch panel. It has a function of selecting and displaying the detection result of the alcohol concentration.

この測定装置３の構成について図１の機能ブロック図を用いて説明すると、まず、前処理部３１は、アルコール検知センサ２３から出力された抵抗値を所定時間毎にサンプリングし、離散的な抵抗値を抽出する。そして、その抽出された信号からノイズなどを除去して抵抗値波形の信号を得る。 The configuration of the measuring device 3 will be described with reference to the functional block diagram of FIG. 1. First, the preprocessing unit 31 samples the resistance value output from the alcohol detection sensor 23 at predetermined time intervals to obtain discrete resistance values. To extract. Then, noise or the like is removed from the extracted signal to obtain a resistance value waveform signal.

この前処理部３１によって処理された信号波形について説明する。図３は、対数表であらわされた抵抗値−時間領域の信号波形であり、Ａ点は息を吹き掛けた時点を示している。息を吹き掛けるとアルコール検知センサ２３の抵抗値は減少し、吹き掛けの終了によって抵抗値のピークを迎える。そして、そこから徐々に抵抗値が元の状態に戻り、約１２０秒経過した後に元の抵抗値に戻るようになっている。この状態をアルコール濃度別に見てみると、図４に示すように、雰囲気２５中のアルコール濃度が0.00mg/Lの場合、抵抗のピーク値は約7.1KΩとなり（図４（ａ））、以下同様に、0.05mg/Lの場合は約4.7KΩ（同図（ｂ））、0.10mg/Lの場合は約2.3KΩ（同図（ｃ））、0.15mg/Lの場合は約2.0KΩ（同図（ｄ））、0.25mg/Lの場合は約1.2KΩ（同図（ｅ））となり、これに伴って元の抵抗値に戻るまでの時間も徐々に長くなる。なお、図４においては、ピーク近傍の信号波形を拡大して示している。 The signal waveform processed by the preprocessing unit 31 will be described. FIG. 3 is a signal waveform in the resistance value-time domain represented by a logarithmic table, and point A indicates a point in time when a breath is blown. When the breath is blown, the resistance value of the alcohol detection sensor 23 decreases, and the peak of the resistance value is reached when the blowing ends. From there, the resistance value gradually returns to the original state, and after about 120 seconds, it returns to the original resistance value. Looking at this state by alcohol concentration, as shown in FIG. 4, when the alcohol concentration in the atmosphere 25 is 0.00 mg / L, the resistance peak value is about 7.1 KΩ (FIG. 4 (a)). Similarly, in the case of 0.05 mg / L, about 4.7 KΩ (Fig. (B)), in the case of 0.10 mg / L, about 2.3 KΩ (Fig. (C)), and in the case of 0.15 mg / L, about 2.0 KΩ ( In the case of (d)) and 0.25 mg / L, it becomes about 1.2 KΩ ((e) in the same figure), and accordingly, the time until the original resistance value is restored gradually increases. In FIG. 4, the signal waveform near the peak is shown enlarged.

次に、標準化部３２では、この各アルコール濃度別における抵抗値−時間の信号波形について初期抵抗値を用いて無次元化する。一般に、息を吹き掛ける直前の初期抵抗値は、雰囲気２５内に含まれるガスの影響を受けるために変化する可能性がある。例えば、図４において、0.00mg/Lの場合の初期抵抗値は約12KΩとなり、以下同様に、0.05mg/Lの場合は約18KΩ、0.10mg/Lの場合は19KΩ、0.15mg/Lと0.25mg/Lの場合は約20KΩとなっている。このため、各アルコール濃度の測定においてピークとなる抵抗値に影響を与えないように初期抵抗値（R_std）を用いて無次元化し、図５に示すセンサ抵抗比のグラフを生成する。このとき、吹き掛け直前の抵抗値を基準とした各時間毎のセンサ抵抗比は、0.00mg/Lの場合0.61となり、以下同様に、0.05mg/Lの場合は0.31、0.10mg/Lの場合は0.23、0.15mg/Lの場合は0.17、0.25mg/Lの場合は0.12となり、アルコール濃度が上昇するにつれてセンサ抵抗比は小さくなる。 Next, the standardization unit 32 makes the resistance value-time signal waveform for each alcohol concentration non-dimensional using the initial resistance value. Generally, the initial resistance value immediately before blowing is likely to change due to the influence of the gas contained in the atmosphere 25. For example, in FIG. 4, the initial resistance value in the case of 0.00 mg / L is about 12 KΩ, and similarly, it is about 18 KΩ in the case of 0.05 mg / L, 19 KΩ in the case of 0.10 mg / L, 0.15 mg / L and 0.25. In the case of mg / L, it is about 20KΩ. For this reason, the initial resistance value (R _std ) is made dimensionless so as not to affect the peak resistance value in the measurement of each alcohol concentration, and the sensor resistance ratio graph shown in FIG. 5 is generated. At this time, the sensor resistance ratio for each hour based on the resistance value immediately before spraying is 0.61 for 0.00 mg / L, and similarly, 0.31 for 0.05 mg / L, and 0.10 mg / L for 0.05 mg / L. 0.23, 0.15 for 0.15 mg / L, 0.12 for 0.25 mg / L, and the sensor resistance ratio decreases as the alcohol concentration increases.

そして、このように初期抵抗の影響をなくした状態で、その信号波形を第一の演算部３３で微分する。この微分は抵抗比の吹き掛けの瞬間から数サンプリング時間分差分することによって行う。一般に、アルコール検知センサ２３に息を吹き掛けた場合、その吹き掛けの瞬間と同時に信号が急激に立ち上がることになり、また、センサ抵抗比のピークを迎える前の変曲点で微分値のピークを迎え、そこから徐々に微分値が元の状態に戻る。そして、センサ抵抗比がピークとなる地点で微分値がゼロとなり、そこから徐々に微分値が大きくなって再び微分値がゼロに戻る。この状態を図６に説明すると、吹き掛けと同時に微分値がほぼ線形に変化し、0.00mg/Lの場合、微分値のピークは-0.13となり、以下同様に、0.05mg/Lの場合は-0.21、0.10mg/Lの場合は-0.32、0.15mg/Lの場合は-0.40、0.25mg/Lの場合は-0.65となる。この微分値は、アルコール濃度に比例するため、メモリ３５にあらかじめ記憶したピークの基準値と比較することによって「合格」、「不合格」、「再検査」の結果を表示部に出力する。現在の飲酒運転の取り締まりにおいては、アルコール濃度が0.15mg/L以上0.25mg/L以下が酒気帯び運転の基準となっているため、例えば、0.15mg/Lにおける微分値のピークである-0.40前後を再検査領域とし、例えば、微分値が0.10mg/Lの-0.32以下である場合は合格、0.25mg/Lの-0.65以上である場合は不合格とする。 Then, the signal waveform is differentiated by the first calculation unit 33 in a state where the influence of the initial resistance is eliminated in this way. This differentiation is performed by subtracting several sampling times from the moment when the resistance ratio is sprayed. In general, when the alcohol detection sensor 23 is blown, the signal suddenly rises at the same time as the blowing, and the peak of the differential value at the inflection point before the peak of the sensor resistance ratio is reached. The differential value gradually returns to its original state. Then, the differential value becomes zero at a point where the sensor resistance ratio reaches a peak, from which the differential value gradually increases, and the differential value returns to zero again. When this state is explained in FIG. 6, the differential value changes almost linearly at the same time as spraying, and at 0.00 mg / L, the peak of the differential value is −0.13, and similarly, at 0.05 mg / L, − It is -0.32 for 0.21 and 0.10 mg / L, -0.40 for 0.15 mg / L, and -0.65 for 0.25 mg / L. Since this differential value is proportional to the alcohol concentration, the result of “pass”, “fail”, and “re-inspection” is output to the display unit by comparing with the reference value of the peak stored in the memory 35 in advance. In the current control of drunk driving, the alcohol concentration is 0.15 mg / L or more and 0.25 mg / L or less is the standard for drunk driving, so for example, the peak of the differential value at 0.15 mg / L is around -0.40 For example, if the differential value is -0.32 or less of 0.10 mg / L, pass, and reject if it is -0.65 or more of 0.25 mg / L.

また、吹き掛け状態を判定する場合、このアルコール検知センサ２３を用いて流量を判定する。ここで、「流量」とは、単位時間当たりに吹き掛けられたガスの量（ml/s)を意味する。アルコール検知センサ２３に息が吹き掛けられた場合、その流量に応じて、第一の演算部３３で演算された微分値の信号波形が変化する。例えば、図７に示すように、基準となる吹き掛け流量の半分の流量で息を吹き掛けた場合は0.10mg/Lと0.15mg/Lの場合、微分値のピークはともに-0.3となり、基準流量の場合0.10mg/Lと0.15mg/Lの場合、それぞれ-0.30と-0.50、基準流量の倍の場合0.10mg/Lと0.15mg/Lで、それぞれ-0.55と-0.60と大きくなる。すなわち、基準流量よりも少ない流量で吹き掛けた場合は、微分値のピークが小さくなる。このため、微分値のピーク値の検出だけでは正確にアルコール濃度を検出することができない。そこで、流量を判定する場合、この基準値以上の吹き掛け流量が確保されているか否かを検出できるように、この実施の形態では、第一の演算部３３で微分された信号についてさらに吹き掛け時点から差分演算（微分）を行い、微分値の立ち上がりの急激さを検出するようにしている。すなわち、図７において、吹き掛け流量が基準値の半分である場合、吹き掛け時点における微分値は小さくなっており（θが小さくなっている）、そこから基準値以上の吹き掛けが行われた場合微分値が大きくなる（θが大きくなっていく）。そこで、メモリ３５にあらかじめ立ち上がりの値を記憶させておき、これと第二の演算部３４で演算された微分値とを比較することによって基準流量以上の吹き掛けが行われた否かを判定する。そして、基準流量に対応する値よりも小さい微分値が検出された場合に「再吹き掛け要」として、また、基準値以上の微分値が検出された場合に「合格」とする。 Moreover, when determining a spraying state, this alcohol detection sensor 23 is used to determine the flow rate. Here, “flow rate” means the amount of gas blown per unit time (ml / s). When the alcohol detection sensor 23 is blown, the signal waveform of the differential value calculated by the first calculation unit 33 changes according to the flow rate. For example, as shown in FIG. 7, when the air is blown at a flow rate that is half the reference blowing flow rate, the peak of the differential value is -0.3 for both 0.10 mg / L and 0.15 mg / L, and the reference value When the flow rate is 0.10 mg / L and 0.15 mg / L, it is -0.30 and -0.50, respectively, and when it is twice the standard flow rate, it is 0.10 mg / L and 0.15 mg / L, which are -0.55 and -0.60, respectively. That is, when sprayed at a flow rate lower than the reference flow rate, the peak of the differential value becomes small. For this reason, the alcohol concentration cannot be accurately detected only by detecting the peak value of the differential value. Therefore, in determining the flow rate, in this embodiment, the signal differentiated by the first calculation unit 33 is further sprayed so that it can be detected whether or not the spraying flow rate equal to or higher than the reference value is secured. Difference calculation (differentiation) is performed from the time point to detect the abrupt rise of the differential value. That is, in FIG. 7, when the spraying flow rate is half of the reference value, the differential value at the spraying point is small (θ is small), and spraying more than the reference value was performed from there. In this case, the differential value increases (θ increases). Therefore, the rising value is stored in the memory 35 in advance, and this is compared with the differential value calculated by the second calculation unit 34 to determine whether or not spraying exceeding the reference flow rate has been performed. . When a differential value smaller than the value corresponding to the reference flow rate is detected, “re-blowing is required”, and when a differential value equal to or higher than the reference value is detected, “pass” is set.

そして、判定部３６は、第一の演算部３３と第二の演算部３４によって演算された結果に基づいて合格、不合格、再検査の結果を判定し、出力部３７を介してその判定結果を表示する。この際、基準流量以上の吹き掛け状態が判定されて、絶対値が基準値以上の微分値のピーク値が検出された場合、「不合格」という旨の判断を行って表示部に表示し、また、基準流量以上の吹き掛け状態が判定されて、絶対値が基準値以下の微分値のピーク値が検出された場合、「合格」という旨の判断を行って表示部に表示する。また、これ以外の場合は、吹き掛け流量が不足しているか、もしくは、ボーダーラインに近いアルコール濃度であるとして再検査を促す旨の表示を行う。 And the determination part 36 determines the result of a pass, failure, and reexamination based on the result calculated by the 1st calculating part 33 and the 2nd calculating part 34, and the determination result is provided via the output part 37. Is displayed. At this time, when the spraying state of the reference flow rate or higher is determined, and the peak value of the differential value of which the absolute value is higher than the reference value is detected, it is determined to be “failed” and displayed on the display unit, Further, when the spraying state of the reference flow rate or higher is determined and the peak value of the differential value whose absolute value is equal to or lower than the reference value is detected, the determination of “pass” is made and displayed on the display unit. In other cases, a message is displayed to prompt the reexamination because the spraying flow rate is insufficient or the alcohol concentration is close to the border line.

次に、このように構成されたアルコール検出装置１を用いてアルコール濃度を検出する場合の処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。 Next, processing in the case of detecting the alcohol concentration using the alcohol detection device 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、前提として、被験者のアルコール濃度を検出するに際して、あらかじめ電源をＯＮの状態にしておき、一定時間待機することによってアルコール検出部２におけるヒーター２４を加熱させた状態にしておく。そして、一定の温度に達した状態で被験者による息の吹き掛けを許容する。 First, as a premise, when the alcohol concentration of the subject is detected, the power is turned on in advance, and the heater 24 in the alcohol detection unit 2 is heated by waiting for a predetermined time. Then, breathing by the subject is allowed in a state where the temperature has reached a certain temperature.

被験者がアルコール検出部２の微小孔２２に向かって息を吹き掛けると、雰囲気２５中に息が吹き込まれ、その息に含まれるアルコール成分がアルコール検知センサ２３の表面に付着する。これに伴って、アルコール検出装置１は、前処理部３１にてサンプリング時間毎に抵抗値を計測し（ステップＳ１）、ノイズを除去（ステップＳ２）した後に抵抗値の波形信号を抽出する。そして、この波形信号を吹き掛け直前の抵抗値で除して抵抗比を算出し、図６に示すような信号波形を得る（ステップＳ３）。そして、吹き掛け時点から所定のサンプリング時間までの微分処理を行い（ステップＳ４）、第一の演算部３３にて抵抗値の変化を微分演算して微分値のピーク値を得る（ステップＳ５）。また、これとともに、第一の演算部３３にて得られた各値について、さらに第二の演算部３４にて微分（差分）処理を行い、息を吹き掛けた時点における立ち上がり状態（θ）を検出する（ステップＳ６）。そして、吹き掛け流量が基準値以上であり（ステップＳ７）、かつ、第一の演算部３３における微分値のピークの絶対値が基準値以下である場合（ステップＳ８）は「合格」である旨の判断と表示出力を行い（ステップＳ９）、また、吹き掛け流量が基準値以上であり（ステップＳ７）、かつ、第一の演算部３３における微分値のピークの絶対値が基準値以上である場合（ステップＳ１０）は「不合格」である旨の出力を行う（ステップＳ１１）。また、これ以外の場合、すなわち、吹き掛け流量が基準値に満たない場合や、第一の演算部３３における微分値のピーク値がボーダーライン近傍にある場合は、「再検査」を行う旨の表示出力を行う（ステップＳ１２）。このとき、「合格」、「不合格」、「再検査」の判断は、第一の演算部３３によって微分値のピークを迎えた時点で判断されるため、従来のように、抵抗値がピークを迎えるまでの約半分の時間で判断される。そして、この判断が行われた時点で「検査終了」の報知信号を出力し、被験者による吹き掛けを終了する。そして、ヒーター２４によってアルコール検知センサ２３の表面に付着したアルコール成分を蒸発させ、次の被験者の検査を可能にする。このとき、アルコール検知センサ２３への吹き掛け時間が、従来の約半分となっているために、初期抵抗値に戻るまでの時間も約半分に短縮化され、例えば、４秒の吹き掛けで１２０秒待機しなければならないところのものが、２秒の吹き掛けで６０秒の待機で済むようになる。そして、この待機時間を経過した後、そのアルコール検出部２を用いて他の被験者の検査を行うようにし、また、この待機時間中においては、隣接して設けられた他のアルコール検出部２を用いて検査を行うようにする。 When the subject blows toward the minute hole 22 of the alcohol detection unit 2, the breath is blown into the atmosphere 25, and the alcohol component contained in the breath adheres to the surface of the alcohol detection sensor 23. Accordingly, the alcohol detection device 1 measures the resistance value at each sampling time in the preprocessing unit 31 (step S1), and after removing noise (step S2), extracts the waveform signal of the resistance value. Then, the resistance ratio is calculated by dividing the waveform signal by the resistance value immediately before spraying to obtain a signal waveform as shown in FIG. 6 (step S3). Then, differential processing from the spraying time point to a predetermined sampling time is performed (step S4), and the first arithmetic unit 33 performs differential operation to obtain a peak value of the differential value (step S5). At the same time, each value obtained by the first computing unit 33 is further subjected to differentiation (difference) processing by the second computing unit 34, and the rising state (θ) at the time when the breath is blown is determined. Detect (step S6). When the spray flow rate is equal to or higher than the reference value (step S7) and the absolute value of the peak of the differential value in the first calculation unit 33 is equal to or lower than the reference value (step S8), the result is “pass”. And the display output (step S9), the spray flow rate is equal to or higher than the reference value (step S7), and the absolute value of the peak of the differential value in the first calculation unit 33 is equal to or higher than the reference value. In the case (step S10), an output indicating "fail" is performed (step S11). In other cases, that is, when the spray flow rate is less than the reference value, or when the peak value of the differential value in the first calculation unit 33 is in the vicinity of the border line, “re-inspection” is performed. Display output is performed (step S12). At this time, the determination of “pass”, “fail”, and “re-examination” is made when the first arithmetic unit 33 reaches the peak of the differential value. It will be judged in about half the time until When this determination is made, an “inspection end” notification signal is output, and spraying by the subject ends. And the alcohol component adhering to the surface of the alcohol detection sensor 23 is evaporated by the heater 24, and the next test subject can be examined. At this time, since the spraying time to the alcohol detection sensor 23 is about half that of the conventional one, the time until it returns to the initial resistance value is also shortened to about half. Those that have to wait for 2 seconds will be able to wait for 60 seconds by spraying for 2 seconds. And after passing this waiting time, it is made to test | inspect another test subject using the alcohol detection part 2, In addition, during this waiting time, the other alcohol detection part 2 provided adjacently is used. To be used for inspection.

このように上記実施の形態によれば、アルコール検知センサ２３からの出力に基づいて雰囲気２５中のアルコール濃度に応じた検出結果を出力するアルコール検出装置１において、アルコール検知センサ２３の抵抗値を微分演算（差分）し、信号の立ち上がり状態をみることによってアルコール濃度を検出するとともに、アルコール検知センサ２３への吹き掛け状態を判定するようにしたので、正確かつ迅速な検査を行うことができるようになる。 As described above, according to the embodiment, in the alcohol detection device 1 that outputs a detection result corresponding to the alcohol concentration in the atmosphere 25 based on the output from the alcohol detection sensor 23, the resistance value of the alcohol detection sensor 23 is differentiated. The alcohol concentration is detected by calculating (difference) and the rising state of the signal is detected, and the spraying state on the alcohol detection sensor 23 is determined, so that an accurate and quick inspection can be performed. Become.

また、吹き掛け状態を判定する場合、アルコール検知センサ２３の出力を微分した値をさらに微分する第二の演算部３４を備え、この第二の演算部３４で得られた微分値の絶対値が基準値以上である場合に、基準量以上の吹き掛けが行われたと判定するようにしたので、ソフトウェアによるアルゴリズムによって吹き掛け状態を判定することができる。これにより、別途流量検出センサなどを取り付ける必要がなく、安価にアルコール検査装置を構成することができるようになる。 Moreover, when determining a spraying state, the 2nd calculating part 34 which further differentiates the value which differentiated the output of the alcohol detection sensor 23 is provided, and the absolute value of the differential value obtained by this 2nd calculating part 34 is obtained. When it is equal to or greater than the reference value, it is determined that spraying of the reference amount or more has been performed, so that the spraying state can be determined by an algorithm based on software. Thereby, it is not necessary to attach a separate flow rate detection sensor or the like, and the alcohol testing device can be configured at low cost.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in a various aspect.

例えば、上記実施の形態では、吹き掛け状態判定手段として、第二の演算部３４によって微分処理を行い、微分波形の立ち上がりの状態に基づいて吹き掛け状態を判定するようにしているが、これに限らず、第一の演算部３３による微分値のピーク値に基づいて吹き掛け状態を判定するようにしてもよい。この場合、例えば、「合格」と判定される領域である0.05mg/Lの微分値のピーク値である-0.20を基準とし、この値よりも微分値のピーク値が小さい場合は吹き掛け流量が少ないと判定するようにしてもよい。また、このような微分によって吹き掛け状態を判定するのではなく、流量検出センサを取り付け、このセンサの出力によって基準量以上の吹き掛けが行われたか否かを判定するようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, as the spraying state determination means, the differential operation is performed by the second calculation unit 34, and the spraying state is determined based on the rising state of the differential waveform. Not limited to this, the spraying state may be determined based on the peak value of the differential value by the first calculation unit 33. In this case, for example, on the basis of the differential value peak value of 0.05 mg / L, which is determined as “pass”, −0.20, when the differential value peak value is smaller than this value, the spraying flow rate is You may make it determine with few. Further, instead of determining the spraying state by such differentiation, a flow rate detection sensor may be attached, and it may be determined whether or not spraying of a reference amount or more has been performed by the output of this sensor.

また、上記実施の形態では、アルコール検出部２を複数設けておき、その中の一つのセンサを用いてアルコール濃度を検出するようにしているが、その測定の際に、他のアルコール検出部２を用いて外部環境（例えば、検査が行われている室内空間など）のアルコール濃度を検出し、この検出結果を用いて被験者のアルコール濃度の検査値を修正するようにしてもよい。このようにした場合、例えば、室内空間に灯油が置かれている状態や、アルコール成分を含む化粧品が置かれている場合などに有効となる。 In the above embodiment, a plurality of alcohol detectors 2 are provided and the alcohol concentration is detected by using one of the sensors, but other alcohol detectors 2 are used for the measurement. May be used to detect the alcohol concentration in the external environment (for example, an indoor space where the test is performed), and the test result of the alcohol concentration of the subject may be corrected using the detection result. In such a case, for example, it is effective when the kerosene is placed in the indoor space or when cosmetics containing an alcohol component are placed.

さらに、上記実施の形態では、判定部３６によって「合格」「不合格」「再検査」などの判断を行い、これを表示部に表示されるようにしているが、このような判断を人間に行わせるようにしてもよい。この場合、表示部には最終的な「合格」「不合格」「再検査」の結論を表示するのではなく、アルコール濃度と吹き掛け状態を示すデータをそれぞれ表示するとともに、それに対応して、判断基準となるアルコール濃度や吹き掛け状態などを表示させて、操作者によって合格、不合格、再検査を判断させるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the determination unit 36 performs determinations such as “pass”, “fail”, and “re-examination” and displays them on the display unit. You may make it perform. In this case, instead of displaying the final “pass”, “fail”, and “reexamination” conclusions on the display unit, the data indicating the alcohol concentration and the spraying state are displayed respectively, and correspondingly, The alcohol concentration or spraying state that is a criterion for judgment may be displayed, and the operator may judge whether the test has passed, failed, or retested.

加えて、上記実施の形態では、アルコール検知センサ２３として、抵抗値の変化するセンサを用いているが、このようなセンサに限らず、アルコール濃度に応じて信号の変化するセンサであればどのような種類のセンサを用いてもよい。 In addition, in the above embodiment, a sensor whose resistance value changes is used as the alcohol detection sensor 23. However, the sensor is not limited to such a sensor, and any sensor whose signal changes according to the alcohol concentration can be used. Various types of sensors may be used.

本発明の一実施の形態におけるアルコール検出装置の機能ブロック図Functional block diagram of an alcohol detection device in one embodiment of the present invention 同形態におけるアルコール検出部の断面概略図Schematic cross-section of the alcohol detector in the same form 同形態に使用されるアルコール検知センサの抵抗値の変化を示す図The figure which shows the change of the resistance value of the alcohol detection sensor used for the form 図３における各アルコール濃度別の抵抗値の変化を示す図The figure which shows the change of the resistance value according to each alcohol concentration in FIG. 図４を初期抵抗値で無次元化したセンサ抵抗比を示す図The figure which shows sensor resistance ratio which made FIG. 4 dimensionless by initial resistance value 図５を微分して得られた値を示す図The figure which shows the value obtained by differentiating FIG. 同形態における吹き掛け流量に基づく微分波形の変化を示す図The figure which shows the change of the differential waveform based on the spraying flow volume in the same form 同形態における処理のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the process in the form 従来におけるアルコール検知センサの抵抗値を示す図The figure which shows the resistance value of the alcohol detection sensor in the past

Explanation of symbols

１・・・アルコール検出装置
２・・・アルコール検出部
３・・・測定装置
２１・・・筐体
２２・・・微小孔
２３・・・アルコール検知センサ
２４・・・ヒーター
２５・・・雰囲気
２６・・・排気口
３１・・・前処理部
３２・・・標準化部
３３・・・第一の演算部
３４・・・第二の演算部（吹き掛け状態判定手段）
３５・・・メモリ
３６・・・判定部
３７・・・出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alcohol detection apparatus 2 ... Alcohol detection part 3 ... Measuring apparatus 21 ... Case 22 ... Micro hole 23 ... Alcohol detection sensor 24 ... Heater 25 ... Atmosphere 26 ... Exhaust port 31 ... Pre-processing part 32 ... Standardization part 33 ... First calculation part 34 ... Second calculation part (spraying state determination means)
35 ... Memory 36 ... Determination unit 37 ... Output unit

Claims

In an alcohol detection device that outputs a detection result corresponding to the alcohol concentration in the atmosphere based on an output from the alcohol detection sensor, a calculation means for differentiating the output of the alcohol detection sensor and a spraying state on the alcohol detection sensor are determined. Spraying state determining means, and outputting the result based on the differential value of the output of the alcohol detection sensor obtained by the computing means and the result of determining the spraying state by the spraying state determining means A characteristic alcohol detection device.

The alcohol detection device according to claim 1, wherein when the absolute value of the differential value is equal to or greater than a reference value, an output indicating that an alcohol component equal to or higher than a reference alcohol concentration is included is performed.

The spray state determination means includes second calculation means for further differentiating a value obtained by differentiating the output of the alcohol detection sensor, and the absolute value of the differential value obtained by the second calculation means is greater than or equal to a reference value. In this case, the alcohol detection device according to claim 1, wherein it is determined that spraying of a reference amount or more has been performed.

In an alcohol detection method for outputting a detection result corresponding to the alcohol concentration in the atmosphere based on an output from the alcohol detection sensor, a step of differentiating the output of the alcohol detection sensor and a step of determining a spraying state on the alcohol detection sensor An alcohol detection method comprising: a result based on a differential value of an output of the alcohol detection sensor; and a step of outputting a determination result of the sprayed state.

The alcohol detection method according to claim 4, wherein when the absolute value of the differential value is equal to or greater than a reference value, an output indicating that an alcohol component having a reference alcohol concentration or more is included is output.

When determining the spraying state on the alcohol detection sensor, the value obtained by differentiating the output of the alcohol detection sensor is further differentiated, and if the absolute value of the obtained differential value is greater than or equal to the reference value, The alcohol detection method according to claim 4, wherein it is determined that the multiplication has been performed.