KR101371678B1 - 음주측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음주측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 피측정자가 날숨을 불어넣을 때 발생하는 음파를 이용하여 날숨이 충분히 공급되었는지 여부를 판단할 수 있는 음주측정기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 음주측정기는 피측정자가 불어넣은 날숨이 흐르는 날숨 통로와, 상기 날숨 통로와 연통되어 날숨의 일부인 시료가스가 유입되는 시료가스유입관과, 상기 시료가스유입관을 통해서 유입된 시료가스가 저장되며 알코올 농도에 따른 전기신호를 출력할 수 있는 감지부가 설치되는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버와 상기 시료가스챔버에 정량의 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 연결시키는 연결관을 구비한 시료가스통로와, 상기 연결관과 연통되며, 상기 날숨 통로를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호를 전달하는 음파전달관과, 상기 음파전달관을 통해서 음파신호를 입력받아 전기적 신호를 출력하는 마이크로폰을 포함한다. 본 발명에 따른 음주측정기는 시료가스가 직접 유입되지 않는 위치에 마이크로폰을 설치하여, 날숨 통로에 날숨이 충분히 공급되는지 여부를 판단하므로, 침이나 날숨 내의 수증기에 의해서 마이크로폰이 오염되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

음주측정기{DRUNKOMETER}

본 발명은 음주측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 피측정자가 날숨을 불어넣을 때 발생하는 음파를 이용하여 날숨이 충분히 공급되었는지 여부를 판단할 수 있는 음주측정기에 관한 것이다.

음주측정기는 들숨의 공기와 섞여서 날숨과 함께 배출되는 알코올의 농도를 측정한다. 날숨과 함께 배출되는 알코올은 혈액 속에 들어있던 알코올의 농도에 비례하므로 날숨에 포함된 알코올의 농도를 측정하면 혈중알코올농도를 계산할 수 있다.

도 1은 종래의 음주측정기의 일부를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 1을 참고하면, 음주측정기는 피측정자가 날숨을 불어넣는 불대(1), 불대(1)와 연통된 날숨 통로(2), 시료가스통로(3), 흡입 펌프(4), 감지부(5), 신호처리부(6) 및 표시부(7)를 포함한다.

시료가스통로(3)는 날숨 통로(2)에 형성된 제1채취구멍(21)과 연통된 시료가스유입관(31)과 시료가스유입관(31)을 통해서 유입된 시료가스가 알코올 농도 측정을 위해서 잠시 저장되는 시료가스챔버(32)와 시료가스챔버(32)와 흡입 펌프(4)를 연결하는 연결관(33)을 포함한다.

흡입 펌프(4)는 시료가스통로(3)에 일정한 양의 시료가스를 유입시키기 위한 것이다. 흡입 펌프(4)가 작동하면, 날숨 통로(2)에 흐르는 날숨 중에서 정량의 시료가스가 시료가스유입관(31)을 통해서 시료가스챔버(32)로 유입된 후 다시 시료가스유입관(31)을 통해서 외부로 배출된다. 시료가스가 시료가스챔버(32)에 유입되고, 유출되는 과정에서 시료가스챔버(3) 내에 배치된 감지부(5)에 시료가스가 흡착된다.

감지부(5)는 흡착된 시료가스 중의 알코올성분을 감지하여 전기신호를 발생시킨다.

신호처리부(6)는 감지부(5)로부터 전기신호를 수신하여 혈중알코올농도를 계산하는 기능을 한다. 신호처리부(6)에서 계산된 결과는 표시부(7)에 표시된다.

또한, 종래의 음주측정기는 날숨 통로(2)에 형성된 제2채취구멍(22)의 아래에 배치되어, 날숨 통로(2)에 흐르는 날숨의 유량을 확인하는 유량 센서(8)가 설치된다. 유량 센서(8)로는 압력 센서 또는 마이크로폰을 사용할 수 있다.

감지부(5)에서 혈중알코올농도를 정확하게 계산하기 위해서는 날숨 통로(2)에 날숨이 충분히 공급되어야 한다. 날숨이 충분이 공급되지 않은 상태에서 날숨 통로(2)에서 시료가스를 채취하면 측정된 혈중알코올농도 값이 실제 피측정자의 혈중알코올농도 값에 비해서 낮게 나오기 때문이다.

등록특허 제1007519호에는 날숨 통로에 충분한 유량이 흐르는지 여부를 확인하기 위해서 마이크로폰을 날숨 통로에 직접 배치한 음주측정기가 개시되어 있다.

한국등록특허 10-1007519

상술한 종래의 음주측정기는 다음과 같은 문제가 있다.

날숨에 섞여 있는 침과, 온도차에 의해서 날숨 통로에 응결되는 날숨 내의 수증기 등 날숨 통로 내부에는 수분이 존재한다. 이러한 수분은 날숨 통로에 형성된 제2채취구멍 아래 또는 날숨 통로에 직접 설치된 압력 센서나 마이크로폰을 오염시키거나, 손상시킨다.

압력 센서나 마이크로폰의 손상으로 날숨 통로에 충분한 날숨이 흐르지 않는 상태에서 시료가스를 채취하여 혈중알코올농도를 측정하게 되면 정확한 혈중알코올농도 측정이 불가능하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 날숨 내의 수분의 영향을 받지 않고, 날숨 통로 내의 날숨이 충분히 흐르는지 여부를 정확하게 측정할 수 있는 음주측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음주측정기는 피측정자가 불어넣은 날숨이 흐르는 날숨 통로와, 상기 날숨 통로와 연통되어 날숨의 일부인 시료가스가 유입되는 시료가스유입관과, 상기 시료가스유입관을 통해서 유입된 시료가스가 저장되며 알코올 농도에 따른 전기신호를 출력할 수 있는 감지부가 설치되는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버와 상기 시료가스챔버에 정량의 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 연결시키는 연결관을 구비한 시료가스통로와, 상기 연결관과 연통되며, 상기 날숨 통로를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호를 전달하는 음파전달관과, 상기 음파전달관을 통해서 음파신호를 입력받아 전기적 신호를 출력하는 마이크로폰을 포함한다.

상기 음파전달관에 시료가스가 유입되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 음파전달관은 상기 연결관에 비해서 지름이 작은 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입펌프에 의해서 상기 시료가스통로에 유입되는 시료가스의 부피는 상기 시료가스유입관과 시료가스챔버를 채울 수 있는 부피 이상이며, 상기 시료가스유입관, 시료가스챔버 및 시료가스챔버와 음파전달관 사이의 연결관을 채울 수 있는 부피 이하인 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 음주측정기는 피측정자가 불어넣은 날숨이 흐르는 날숨 통로와, 상기 날숨 통로와 연통되어 날숨의 일부인 시료가스가 유입되는 시료가스유입관과, 상기 시료가스유입관을 통해서 유입된 시료가스가 저장되며 알코올 농도에 따른 전기신호를 출력할 수 있는 감지부가 설치되는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버와 상기 시료가스챔버에 정량의 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 연결시키는 연결관을 구비한 시료가스통로와, 상기 연결관의 옆면을 관통하는 관통구멍에 설치되며, 상기 연결관을 통해서 상기 날숨 통로를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호를 입력받아 전기적 신호를 출력하는 마이크로폰을 포함할 수 있다.

상기 연결관은 탄성이 있는 폴리머인 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡입펌프에 의해서 상기 시료가스통로에 유입되는 시료가스의 부피는 상기 시료가스유입관과 시료가스챔버를 채울 수 있는 부피 이상이며, 상기 시료가스유입관, 시료가스챔버 및 시료가스챔버와 관통구멍 사이의 연결관을 채울 수 있는 부피 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 음주측정기는 시료가스가 직접 유입되지 않는 위치에 마이크로폰을 설치하여, 날숨 통로에 날숨이 충분히 공급되는지 여부를 판단하므로, 침이나 날숨 내의 수증기에 의해서 마이크로폰이 오염되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 날숨 통로 내의 날숨이 충분히 흐르는지 여부를 정확하게 측정할 수 있다.

도 1은 종래의 음주측정기의 일부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음주측정기의 일실시예의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 음주측정기의 일부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 음주측정기의 다른 실시예의 일부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

이하, 본 발명에 따른 음주측정기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 음주측정기의 일실시예의 외관을 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 정면 상단에는 표시부(7)가 설치되어 있으며, 그 아래에는 전원스위치(12)가 설치된다. 하우징의 양 측면 상단에는 각각 유입구와 배출구(23, 24)가 형성되어 있다.

도 3은 도 2에 도시된 음주측정기의 일부를 개략적으로 도시한 개념도이다. 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 음주측정기는 날숨 통로(2), 날숨 통로(2)와 연통된 시료가스통로(3), 시료가스통로(3)와 연결된 음파전달관(35), 마이크로폰(9)을 포함한다.

날숨 통로(2)는 양단이 개방되어 있는 실린더 형태이다. 날숨 통로(2) 일단의 유입구(23)에는 불대(1)가 결합한다. 불대(1)를 통해서 날숨 통로(2)로 유입된 날숨은 날숨 통로(2) 타단의 배출구(24) 통해서 외부로 배출된다. 이 과정에서 음파신호가 발생한다.

날숨 통로(2)에는 날숨 통로(2)에 유입된 날숨의 일부를 시료가스통로(3)에 공급하기 위한 채취구멍(21)이 형성되어 있다. 날숨 통로(2)에 유입된 날숨의 대부분은 배출구(24)를 통해서 바로 외부로 배출되고, 일부가 채취구멍(21)을 통해서 시료가스통로(3)에 공급된다. 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨 중에서 채취구멍(21)을 통해서 공급된 날숨을 시료가스라고 한다.

시료가스통로(3)는 날숨 통로(2)의 채취구멍(21)에 삽입되며, 시료가스가 유입되는 시료가스유입관(31)과, 시료가스유입관(31)을 통해서 유입된 시료가스가 알코올 농도 측정을 위해서 잠시 저장되는 시료가스챔버(32)와 시료가스챔버(32)와 흡입펌프(4)를 연결시키는 연결관(34)을 포함한다.

시료가스챔버(32)의 내부에는 감지부(5)가 설치된다. 감지부(5)는 시료가스의 알코올 농도에 따라서 변화하는 전류 값을 출력한다. 감지부(5)로는 전기화학식 반응셀을 사용할 수 있다.

전기화학식 반응셀은 감지 전극과 대향 전극 및 감지 전극과 대향 전극 사이에 게재된 전해질을 포함한다. 감지 전극에서 이온으로 분해된 알코올은 전해질을 통과한 후 대향 전극으로 이동한다. 이때 발생한 전류 값이 알코올 농도에 비례하는 검출신호 값이 된다.

흡입펌프(4)는 사용자가 불대(1)를 통해서 불어넣은 시료가스 중에서 정량을 시료가스통로(3)에 유입시키고, 다시 시료가스통로(3)로부터 배출시키는 역할을 한다. 흡입 펌프(4)는 밀폐된 구조이며, 음파전달관(35)의 끝단도 밀폐되어 있으므로, 흡입 펌프(4)가 작동하지 않으면, 시료가스통로(3)의 내부로 가스가 거의 유입되지 않는다.

흡입 펌프(4)는 사용자가 날숨을 불기 시작한 후 일정한 시간이 지난 시점에 순간적으로 동작하여 정량의 시료가스를 시료가스통로(3)에 유입시킨 후 바로 배출시킨다. 유입되는 시료가스의 양은 도 3에 사선으로 표시된 바와 같이, 시료가스유입관(31)과 시료가스챔버(32)를 채울 수 있는 부피 이상이며, 시료가스유입관(31), 시료가스챔버(32) 및 시료가스챔버(32)와 음파전달관(35) 사이의 연결관(34)을 채울 수 있는 부피 이하인 것이 바람직하다. 음파전달관(35)을 통해서 시료가스가 유입되어 마이크로폰(9)이 오염되는 것을 방지하기 위함이다. 사용자가 날숨을 불기 시작했는지 여부는 후술하는 마이크로폰(9)의 전기신호를 통해서 확인할 수 있다.

흡입 펌프(4)로는 솔레노이드 펌프를 사용할 수 있다. 솔레노이드 펌프는 유도코일이 감겨있는 보빈(미도시)이 설치된 하우징(41)과 하우징(41)의 중공에 상하 이동이 가능하도록 설치된 플런저(42)를 포함한다. 플런저(42)는 신축될 수 있는 주름부(43)와 연결된다.

유도코일에 전원이 순간적으로 인가되면 플런저(42)가 일정한 거리를 후퇴한 후 하우징(41) 내의 리턴스프링(미도시)에 의해서 바로 복귀한다. 플런저(42)가 후퇴하는 과정에서 주름부(43)가 팽창하면서 시료가스가 시료가스통로(2)로 유입되고, 플런저(42)가 복귀하는 과정에서 주름부(43)가 수축하면서 시료가스챔버(32) 내의 시료가스가 시료가스유입관(31)를 통해서 배출된다. 플런저(42)의 이동거리를 제한함으로써 정량의 시료가스가 채취되고, 정량의 시료가스가 배출되도록 할 수 있다.

시료가스가 시료가스통로(3)에 유입되고 배출되는 과정에서 시료가스챔버(32)에 배치된 감지부(5)의 전기화학식 반응셀에 시료가스가 흡착된다. 반응셀은 흡착된 시료가스의 알코올 농도를 측정한다.

연결관(34)에는 음파전달관(35)이 연결되어 있다. 음파전달관(35)은 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호를 음파전달관(35)의 끝단에 설치되어 있는 마이크로폰(9)에 전달하는 역할을 한다. 마이크로폰(9)은 탄성이 있는 폴리머로 이루어진 음파전달관(35)에 삽입될 수도 있다. 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호는 시료가스유입관(31), 시료가스챔버(32), 연결관(34) 및 음파전달관(35)을 통해서 마이크로폰(9)에 전달된다.

특별히 제한되는 것은 아니지만, 음파전달관(35)은 연결관(34)에 비해서 지름이 작은 것이 바람직하다. 음파전달관(35)에는 음파신호만 전달되고, 시료가스는 유입되지 않는 것이 바람직하기 때문이다. 상술한 바와 같이 흡입 펌프(4)에 의해서 유입되는 시료가스의 양은 시료가스유입관(31), 시료가스챔버(32) 및 시료가스챔버(32)와 음파전달관(35) 사이의 연결관(34)을 채울 수 있는 부피 이하로 제한되고, 음파전달관(35)의 지름을 연결관(34)에 비해서 작게 하여 연결관(34)에 비해서 저항이 높도록 함으로써, 시료가스가 마이크로폰(9)으로 전달되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 또한, 같은 이유로 음파전달관(35)은 흡입 펌프(4) 쪽으로 치우쳐서 연결관(34)과 결합되는 것이 바람직하다.

마이크로폰(9)은 음파신호를 전기신호로 변환하는 수단이다. 본 발명에 있어서, 마이크로폰(9)은 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨이 날숨 통로(2)의 배출구(24)를 통해서 배출되면서 발생하는 음파신호를 전기신호로 변환하여 출력한다.

신호처리부(6)는 감지부(5)에서의 검출신호 값에 따라서 알코올 농도 값을 연산하는 역할을 한다. 또한, 마이크로폰(9)에서 전달된 전기신호를 연산하여 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨이 기준치 이상으로 흐르는 것으로 판단되면 흡입펌프(4)를 작동시키기 위한 제어신호를 흡입펌프(4)에 전달한다.

신호처리부(6)에서 연산된 알코올 농도 값은 표시부(7)에 표시된다. 또한, 신호처리부(6)에서 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨이 기준치 이하인 것으로 판단되면, 표시부(7)에 경고신호가 출력된다.

도 4는 본 발명에 따른 음주측정기의 다른 실시예의 일부를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 본 실시예는 도 3에 도시된 실시예와 마이크로폰(9)의 설치 방법에 차이가 있으므로, 여기에 대해서만 상세히 설명하고, 나머지 부분에 대해서는 동일한 부재번호를 부여하고, 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서, 연결관(36)의 옆면에는 관통구멍(37)이 형성되어 있으며, 마이크로폰(9)은 이 관통구멍(37)에 삽입된다. 연결관(36)은 탄성이 있는 폴리머이며, 관통구멍(37)의 지름이 마이크로폰(9)의 지름에 비해서 작은 것이 바람직하다. 연결관(36)의 탄성력에 의해서 연결관(36)과 마이크로폰(9)이 밀착되어 연결관(36)과 마이크로폰(9) 사이의 공간이 밀폐되기 때문이다. 밀폐력을 높이기 위해서 연결관(36)의 외주면 중 관통구멍(37)의 둘레 부분은 마이크로폰(9)을 감싸도록 바깥쪽으로 연장되어 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 불대 2: 날숨 통로
21: 채취구멍 23: 유입구
24: 배출구 3: 시료가스통로
31: 시료가스유입관 32: 시료가스챔버
34, 36: 연결관 35: 음파전달관
37: 관통구멍 4: 흡입 펌프
5: 감지부 6: 신호처리부
7: 표시부 9: 마이크로폰

Claims (6)

1. 피측정자가 불어넣은 날숨이 흐르는 날숨 통로와,
   상기 날숨 통로와 연통되어 날숨의 일부인 시료가스가 유입되는 시료가스유입관과, 상기 시료가스유입관을 통해서 유입된 시료가스가 저장되며 알코올 농도에 따른 전기신호를 출력할 수 있는 감지부가 설치되는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버와 상기 시료가스챔버에 정량의 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 연결시키는 연결관을 구비한 시료가스통로와,
   상기 연결관과 연통되며, 상기 날숨 통로를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호를 전달하는 음파전달관과,
   상기 음파전달관을 통해서 음파신호를 입력받아 전기적 신호를 출력하는 마이크로폰을 포함하는 음주측정기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음파전달관은 상기 연결관에 비해서 지름이 작은 음주측정기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡입펌프에 의해서 상기 시료가스통로에 유입되는 시료가스의 부피는 상기 시료가스유입관과 시료가스챔버를 채울 수 있는 부피 이상이며, 상기 시료가스유입관, 시료가스챔버 및 시료가스챔버와 음파전달관 사이의 연결관을 채울 수 있는 부피 이하인 음주측정기.
4. 피측정자가 불어넣은 날숨이 흐르는 날숨 통로와,
   상기 날숨 통로와 연통되어 날숨의 일부인 시료가스가 유입되는 시료가스유입관과, 상기 시료가스유입관을 통해서 유입된 시료가스가 저장되며 알코올 농도에 따른 전기신호를 출력할 수 있는 감지부가 설치되는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버와 상기 시료가스챔버에 정량의 시료가스를 유입시키는 흡입펌프를 연결시키는 연결관을 구비한 시료가스통로와,
   상기 연결관의 옆면을 관통하는 관통구멍에 설치되며, 상기 연결관을 통해서 상기 날숨 통로를 흐르는 날숨에 의해서 발생하는 음파신호를 입력받아 전기적 신호를 출력하는 마이크로폰을 포함하며,
   상기 흡입펌프에 의해서 상기 시료가스통로에 유입되는 시료가스의 부피는 상기 시료가스유입관과 시료가스챔버를 채울 수 있는 부피 이상이며, 상기 시료가스유입관, 시료가스챔버 및 시료가스챔버와 관통구멍 사이의 연결관을 채울 수 있는 부피 이하인 음주측정기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 연결관은 탄성이 있는 폴리머인 음주측정기.
6. 삭제

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