KR102612109B1 - The contactless breath alcohol analyzer - Google Patents
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Abstract
비접촉식 음주측정기가 개시된다. 이에 의하면, 알코올 분자와의 산화 반응에 기초하여 전류를 발생시키는 알코올 감지부; 와, 상기 알코올 감지부의 전면에 형성되며, 외부 공기를 상기 비접촉식 음주측정기 내부에 배치된 상기 알코올 감지부를 향하여 가이드하는 공기 유입 홀; 및 상기 알코올 분자의 존재 여부를 판단하기 위한 기준값을 설정하고, 상기 공기 유입 홀이 측정자의 구강부를 향하는 방향으로 상기 측정자로부터 소정 거리만큼 이격된 상태에서 상기 전류가 발생하고 발생된 상기 전류가 기준값 이상인 경우 공기중에 상기 알코올 분자가 존재하는 것으로 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.A non-contact breathalyzer is introduced. According to this, an alcohol detection unit that generates a current based on an oxidation reaction with alcohol molecules; and an air inlet hole formed in the front of the alcohol detection unit and guiding external air toward the alcohol detection unit disposed inside the non-contact breathalyzer. and setting a reference value for determining the presence or absence of the alcohol molecule, generating the current while the air inlet hole is spaced a predetermined distance away from the measuring person in the direction toward the oral cavity of the measuring person, and the generated current is greater than or equal to the reference value. In this case, it may include a control unit that determines that the alcohol molecule exists in the air.
Description
본 발명은 비접촉식 음주측정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기중에 존재하는 알코올 분자에 반응하는 감지 센서를 이용하여 대상자와의 접촉 없이도 음주 여부를 측정할 수 있는 비접촉식 음주측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a non-contact breathalyzer, and more specifically, to a non-contact breathalyzer that can measure drinking without contact with the subject using a detection sensor that reacts to alcohol molecules present in the air.
일반적인 음주측정기는 접촉식으로서, 피검자가 음주측정기를 부는 방식으로 작동한다. 피검자가 음주측정기에 입김을 불어넣으면, 압력에 의해 음주측정기 내부로 입김이 들어가고, 화학 반응을 이용하여 입김 안에 포함된 알콜 성분을 감지하여 음주상태인지 여부를 판단하게 된다. 이 경우, 흩날리는 비말(침방울)로 인한 바이러스(예를 들어, 코로나 19) 감염 우려가 문제되어, 2020년 1월 말 음주 단속을 중단하게 되었다.A typical breathalyzer is a contact type and operates by having the subject blow into the breathalyzer. When a subject blows into the breathalyzer, the breath enters the inside of the breathalyzer due to pressure, and the alcohol content contained in the breath is detected using a chemical reaction to determine whether the breathalyzer is intoxicated. In this case, concerns about virus (e.g., COVID-19) infection due to flying droplets were raised, so the crackdown on drinking was suspended at the end of January 2020.
음주사고 건수는 해마다 증가하고 있는 추세이다. 경찰청 자료에 따르면, 2019년 대비 2020년 1월부터 3월까지의 음주사고 건수는 24.4 퍼센트 증가하였다. 이에 따라, 국민들이 불안해하고 있고, 언론보도 등에 의해 보다 강화된 음주단속이 필요하다는 여론이 형성되고 있다. 그러나, 현재 코로나19 관련하여 시민들의 불안감과 반감으로 기존의 접촉식 음주측정기는 사용에 제한적이다.The number of drunken accidents is increasing every year. According to data from the National Police Agency, the number of drunken accidents increased by 24.4 percent from January to March 2020 compared to 2019. Accordingly, the public is becoming anxious, and public opinion is being formed through media reports that stronger crackdowns on drinking are necessary. However, the use of existing contact breathalyzers is currently limited due to citizens' anxiety and antipathy regarding COVID-19.
이에 따라 접촉식이 아닌 새로운 방식의 음주측정 방법이 요구된다.Accordingly, a new method of breathalyzer testing that is not a contact method is required.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공기중에 떠다니는 알코올 농도를 감지하여 운전자의 음주 여부를 측정함으로써 감염우려가 적은 비접촉식 음주측정기를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a non-contact breathalyzer that reduces the risk of infection by detecting the concentration of alcohol floating in the air and measuring whether the driver is drinking.
본 발명의 일 실시예에 의한 비접촉식 음주측정기는, 알코올 분자와의 산화 반응에 기초하여 전류를 발생시키는 알코올 감지부; 와, 상기 알코올 감지부의 전면에 형성되며, 외부 공기를 상기 비접촉식 음주측정기 내부에 배치된 상기 알코올 감지부를 향하여 가이드하는 공기 유입 홀; 및 상기 알코올 분자의 존재 여부를 판단하기 위한 기준값을 설정하고, 상기 공기 유입 홀이 측정자의 구강부를 향하는 방향으로 상기 측정자로부터 소정 거리만큼 이격된 상태에서 상기 전류가 발생하고 발생된 상기 전류가 기준값 이상인 경우 공기중에 상기 알코올 분자가 존재하는 것으로 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.A non-contact breathalyzer according to an embodiment of the present invention includes an alcohol detection unit that generates a current based on an oxidation reaction with alcohol molecules; and an air inlet hole formed on a front surface of the alcohol detection unit and guiding external air toward the alcohol detection unit disposed inside the non-contact breathalyzer. and setting a reference value for determining the presence or absence of the alcohol molecule, generating the current while the air inlet hole is spaced a predetermined distance away from the measuring person in the direction toward the oral cavity of the measuring person, and the generated current is greater than or equal to the reference value. In this case, it may include a control unit that determines that the alcohol molecule exists in the air.
상기 비접촉식 음주측정기에 있어서, 상기 공기 유입 홀의 전면에는, 상기 외부 공기를 흡입하여 상기 공기 유입 홀 방향으로 순환시키는 팬이 장착되는 것을 특징으로 한다.In the non-contact breathalyzer, a fan is installed on the front of the air inlet hole to suck in the outside air and circulate it in the direction of the air inlet hole.
상기 비접촉식 음주측정기에 있어서, 상기 알코올 감지부는, 산화 주석체와 산화 알루미늄 및 백금 전극을 포함하고, 공기중의 상기 알코올 분자가 상기 산화 주석체와 상기 산화 알루미늄 사이에 위치한 상기 백금 전극과 만나게 되어 산화 반응을 일으키고 아세트산으로 변하는 경우 상기 백금 전극에 전자를 전달함으로써 상기 전류가 생성되는 것을 특징으로 한다.In the non-contact breathalyzer, the alcohol detection unit includes a tin oxide body, aluminum oxide, and a platinum electrode, and the alcohol molecules in the air encounter the platinum electrode located between the tin oxide body and the aluminum oxide and are oxidized. When a reaction occurs and changes to acetic acid, the current is generated by transferring electrons to the platinum electrode.
상기 비접촉식 음주측정기는, 내부 코일을 더 포함하고, 상기 내부 코일은 상기 산화 주석체가 소정 온도에 이를 때까지 상기 산화 주석체를 가열하는 것을 특징으로 한다.The non-contact breathalyzer further includes an internal coil, wherein the internal coil heats the tin oxide body until the tin oxide body reaches a predetermined temperature.
상기 비접촉식 음주측정기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전류의 측정값이 높을수록 공기중에 상기 알코올 분자가 많은 것으로 판단하고, 이에 기초하여 혈중 알코올 농도가 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the non-contact breathalyzer, the control unit determines that the higher the measured value of the current is, the more alcohol molecules are in the air, and determines that the blood alcohol concentration is high based on this.
상기 비접촉식 음주측정기에 있어서, 상기 알코올 감지 센서는, 상기 알코올 분자를 흡착하는 기능을 수행하는 방습제에 의해 코팅되는 것을 특징으로 한다.In the non-contact breathalyzer, the alcohol detection sensor is characterized in that it is coated with a desiccant that performs the function of adsorbing the alcohol molecules.
본 발명의 실시예에 따르면, 측정기에 입김을 불어넣는 기존의 음주측정 방식 대신, 비접촉식 반응에 의해 공기중의 알코올 농도를 감지함으로써, 비말에 의해 오염되지 않고 감염우려 없는 음주측정을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, instead of the existing breath alcohol measurement method of blowing into the measuring instrument, the alcohol concentration in the air is detected through a non-contact reaction, so that a breath alcohol test can be performed without contamination by droplets and without the risk of infection. .
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 구조로 알코올 감지 센서를 구성함으로써, 기존의 접촉식(압력식) 음주측정기에 비하여 제작 비용을 감소시키고 높은 기술력을 요구하지 않고도 음주측정기를 쉽게 제작할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by constructing an alcohol detection sensor with a simple structure, manufacturing costs are reduced compared to existing contact (pressure) breathalyzers, and the breathalyzer can be easily manufactured without requiring high technical skills. .
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기의 외관을 도시한 도면이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기의 사용 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기에 추가 기능이 구현된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기의 내부 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the appearance of a non-contact breathalyzer according to the present invention.
Figures 2a and 2b are diagrams for explaining a method of using a non-contact breathalyzer according to the present invention.
Figures 3a and 3b are diagrams to explain a case in which additional functions are implemented in the non-contact breathalyzer according to the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the internal configuration of a non-contact breathalyzer according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components are omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when a component is mentioned as being 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but may be connected to the other component in the middle. It should be understood that may exist. On the other hand, in this specification, when it is mentioned that a component is 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that there are no other components in between.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. Additionally, the terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also, in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of the plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Additionally, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기의 외관을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the appearance of a non-contact breathalyzer according to the present invention.
본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기(100)는 비말(침방울)에 의한 바이러스 감염우려 없이, 비접촉식으로 운전자의 음주 여부를 측정할 수 있다.The
구체적으로, 음주 단속 시 운전자의 정면으로부터 일정 거리에 비접촉식 음주측정기(100)를 위치시키면, 내부에 배치된 알코올 감지 센서에 의해 공기중에 알코올이 존재하는지 여부를 감지할 수 있다.Specifically, when the
이를 위해, 비접촉식 음주측정기(100)의 전면에는 공기 유입 홀(120)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 공기 유입 홀(120)은 알코올 감지 센서의 전면에 대응하여 형성되며, 외부 공기를 비접촉식 음주측정기(100) 내부에 배치된 알코올 감지 센서를 향하여 가이드 할 수 있다. 이는 기존의 접촉식 음주측정기(100)가 가느다란 긴 관 형태의 공기유입부를 포함하고, 이러한 공기유입부를 통해 측정자가 공기를 흡입하는 것과는 상이한 구성이다.For this purpose, an
비접촉식 음주측정기(100)의 전면에는 감도 조절 버튼(110)이 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 감도 조절 버튼(110)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 도 1에서는 감도 조절 버튼(110)이 노브 형태의 다이얼로 구현된 경우를 도시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.A
공기중에 존재하는 알코올 분자를 감지하는 경우, 전기적 스위치를 통해 적색 LED와 스피커가 작동할 수 있다. 예를 들어, 적색 LED가 발광하거나, 스피커로부터 경보음이 출력될 수 있다. 이에 의해, 운전자의 음주 여부를 쉽게 인지할 수 있다.When detecting alcohol molecules in the air, the red LED and speaker can be activated through an electrical switch. For example, a red LED may emit light, or an alarm sound may be output from a speaker. As a result, it is possible to easily recognize whether the driver is drinking.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기의 사용 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figures 2a and 2b are diagrams for explaining a method of using a non-contact breathalyzer according to the present invention.
구체적으로, 도 2a는 비접촉식 음주측정기(100)가 지지대(210)에 장착된 경우를 도시한다. 비접촉식 음주측정기(100)는 지지대(210)에 탈부착 가능한 구조로 구성될 수 있다. 지지대(210)는 긴 장대 형태로 구성되며, 길이 조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지대(210)는 셀카봉과 유사한 형태의 구조를 가질 수 있다.Specifically, Figure 2a shows a case where the
도 2b는 지지대(210)에 장착된 비접촉식 음주측정기(100)를 통해 음주단속을 수행하는 경우이다. 비접촉식 음주측정기(100)는 지지대(210)에 장착된 상태에서, 차량 창문을 거쳐 차량 내부에 착석한 운전자로부터 소정거리 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 비접촉식 음주측정기(100)는 공기중에 알코올 분자가 감지되는지 여부를 판단할 수 있다.Figure 2b shows a case where a drinking control is performed using a
사용자는 차량 외부에서 지지대(210)의 길이를 조절함으로써, 비접촉식 음주측정기(100)를 차량 내부의 원하는 위치로 이동 및 배치시킬 수 있다. 이에 의해, 음주 단속 시 경찰관의 차량 창문에의 팔 끼임 사고를 예방하여 경찰관들의 안전확보에 기여하고, 거리두기를 통한 접촉성 바이러스(예를 들어, 코로나19 바이러스)의 감염을 예방할 수 있다.The user can move and place the
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기에 추가 기능이 구현된 경우를 설명하기 위한 도면이다.Figures 3a and 3b are diagrams to explain a case in which additional functions are implemented in the non-contact breathalyzer according to the present invention.
구체적으로, 도 3a는 비접촉식 음주측정기(100)에 추가적인 구성요소가 장착된 경우를 도시한다. Specifically, Figure 3a shows a case where additional components are installed in the
비접촉식 음주측정기(100)의 전면에는 팬(310)이 장착될 수 있다.A fan 310 may be mounted on the front of the
구체적으로, 팬(310)은 공기 유입 홀(120)의 전면에 부착될 수 있다. 이 경우, 팬(310)은 외부 공기를 흡입하여 공기 유입 홀(120) 방향으로 순환시킬 수 있다.Specifically, the fan 310 may be attached to the front of the
팬(310)은 공기 중의 알코올 반응을 극대화시킬 수 있다. 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기(100)에 포함되는 알코올 감지 센서는 공기중의 알코올 농도 감지 시, 공기의 자연스러운 순환만을 이용한다. 따라서, 감지 시간과 감지 후의 알코올 소거 시간이 비교적 길다는 문제점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 3a에 도시된 바와 같이 알코올 감지 센서 전면에 소형 크기를 가지는 팬(310)을 설치할 수 있다. 팬(310)을 통해 공기를 내부의 알코올 감지 센서 방향으로 강제 유입시킴으로써, 감지까지 걸리는 시간 및 감지 후 잔여 알코올이 소거되는 시간을 단축시킬 수 있다.The fan 310 can maximize the reaction of alcohol in the air. The alcohol detection sensor included in the
또한, 비접촉식 음주측정기(100)의 전면에는 준비 표시등(320)이 부착될 수 있다. 여기서, 준비 표시등(320)은 전원 공급 시 알코올 감지 센서가 반응하기 위한 준비(예열) 상태를 나타낼 수 있다. Additionally, a ready indicator light 320 may be attached to the front of the
알코올 감지 센서는 일정 온도 이상이 되어야 원활한 감지를 수행할 수 있다. 따라서, 측정 전 예열 과정을 거쳐야한다. 이 경우, 별도의 표시 없이 측정자의 감각에 의존하여 예열시간을 설정하게 되면, 일정 온도에 이르지 못한 상태에서 음주 측정을 수행할 수 있고 이에 의해 측정의 정확성이 떨어진다. 따라서, 예열 상태를 나타내는 준비 표시등(320)을 설치함으로써, 전원 공급 시 알코올 감지 센서가 예열에 의해 사용할 준비가 되었음을 알린다.The alcohol detection sensor can perform smooth detection only when the temperature is above a certain temperature. Therefore, a preheating process must be performed before measurement. In this case, if the preheating time is set based on the tester's senses without a separate indication, the breathalyzer test may be performed without reaching a certain temperature, which reduces the accuracy of the measurement. Therefore, by installing the ready indicator light 320 to indicate the preheating state, it is notified that the alcohol detection sensor is ready for use by preheating when power is supplied.
준비 표시등(320)은 예열에 의해 일정 온도에 도달하는 경우, 소정 색상의 LED가 점등하는 방식으로 동작할 수 있다. 이에 의해, 측정자는 비접촉식 음주측정기(100)의 사용 가능한 시기를 쉽게 인지할 수 있게 된다.The ready indicator light 320 may operate by turning on an LED of a predetermined color when a certain temperature is reached through preheating. As a result, the tester can easily recognize when the
준비 표시등(320)은 비접촉식 음주측정기(100)의 고장을 알려주는 기능도 수행할 수 있다. 만일, 비접촉식 음주측정기(100)가 정상적으로 동작하지 않는 경우, 예를 들어, 예열이 되지 않거나 알코올 감지 센서에 고장이 발생하여 동작하지 않는 경우, 준비 표시등(320)은 소정 간격으로 소정 시간 동안 점멸될 수 있다. 이와 같이, 센서 고장 등으로 인한 사용 불가 시 준비 표시등(320)이 점멸됨으로써, 사용자는 비접촉식 음주측정기(100)가 사용 불가 상태임을 인지하고 이를 자동으로 점검할 수 있다.The ready indicator light 320 can also perform a function of notifying a malfunction of the
또한, 비접촉식 음주측정기(100)의 전면에는 반응 표시등(330)이 부착될 수 있다. 반응 표시등(330)은 알코올 감지 센서에 의해 알코올이 감지되는 경우, 점등될 수 있다. 반응 표시등(330)은 준비 표시등(320)과 상이한 색상의 LED 구성되어, 알코올 감지 시 점등될 수 있다.Additionally, a reaction indicator light 330 may be attached to the front of the
도 3b는 비접촉식 음주측정기(100)가 알코올을 감지한 경우이다. 알코올을 감지하는 경우, 비접촉식 음주측정기(100)는 내부에 배치된 LED가 점등하여 알코올 감지 여부를 알릴 수도 있다. 도 3b를 참조하면, 도 3a와 달리, 내부의 노란색 LED가 점등됨을 볼 수 있다.Figure 3b shows a case where the
도 4는 본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기의 내부 구성을 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the internal configuration of a non-contact breathalyzer according to the present invention.
본 발명에 따른 비접촉식 음주측정기(100)는 알코올 감지부(410), 감도 조절부(420), 알림부(430), 제어부(440) 및 전력부(450)를 포함하여 구성될 수 있다.The
알코올 감지부(410)는 공기중의 알코올 분자를 감지할 수 있다.The
구체적으로, 알코올 감지부(410)는 알코올 분자와의 산화 반응에 기초하여 전류를 발생시킬 수 있다. Specifically, the
알코올 감지부(410)는 알코올 감지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 알코올 감지 센서는 MQ3로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 알코올을 감지할 수 있는 한 다양한 형태의 센서로 구현 가능하다.The
알코올 감지 센서는 전기화학적 측정 방식으로 알코올을 감지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 알코올 감지 센서는 백금 전극을 이용하여 알코올의 존재 여부를 측정할 수 있다. 이를 위해, 알코올 감지 센서에는 촉매제 역할을 하는 백금이 도금될 수 있다. 구체적으로, 알코올 감지 센서는 산화 주석체와 산화 알루미늄 및 백금 전극을 포함할 수 있다. 이 경우, 공기중의 알코올 분자가 산화 주석체와 산화 알루미늄 사이에 위치한 백금 전극과 만나게 되어 산화 반응을 일으키고 아세트산으로 변하는 경우, 백금 전극에 전자를 전달함으로써 전류가 생성될 수 있다. The alcohol detection sensor can detect alcohol using an electrochemical measurement method. According to one embodiment, the alcohol detection sensor can measure the presence of alcohol using a platinum electrode. For this purpose, the alcohol detection sensor may be plated with platinum, which acts as a catalyst. Specifically, the alcohol detection sensor may include a tin oxide body and aluminum oxide and platinum electrodes. In this case, when alcohol molecules in the air encounter a platinum electrode located between a tin oxide body and aluminum oxide and cause an oxidation reaction and change into acetic acid, a current can be generated by transferring electrons to the platinum electrode.
백금 전극을 이용한 측정원리는 다음과 같다.The measurement principle using a platinum electrode is as follows.
먼저, 내부 코일로 SnO2 세라믹을 가열한다. 이 경우, SnO2가 반도체가 되어, 이동가능한 전자가 더 많아지게 된다. 즉, 전류 흐름을 더 많이 만들 준비가 된다.First, the SnO2 ceramic is heated with an internal coil. In this case, SnO2 becomes a semiconductor, allowing more electrons to move. In other words, it is ready to create more current flow.
이 상태에서 공기중의 알코올 분자가 산화알미늄과 산화주석 사이의 백금 전극(+)과 만난다. 에탄올이 산화 반응을 일으키고 아세트산이 되어 전극에 전자를 전달하여 전류가 생성된다.In this state, alcohol molecules in the air meet the platinum electrode (+) between aluminum oxide and tin oxide. Ethanol undergoes an oxidation reaction and becomes acetic acid, transferring electrons to the electrode and generating current.
이 경우, 전류가 많이 흐를수록 혈중 알코올 농도가 높다는 것을 의미한다. 즉, 취하면 취할수록 호흡할 때 나오는 숨에 포함된 알코올 분자량은 늘어나고, 이로 인해 센서에서 흐르는 전류량이 높아져 전류 측정값은 높아지게 된다.In this case, the more current flows, the higher the blood alcohol concentration. In other words, the more drunk you are, the more alcohol molecules are contained in the breath you breathe out, which increases the amount of current flowing through the sensor, resulting in a higher current measurement value.
알코올 감지 센서는 내부 코일을 더 포함할 수 있다. 여기서, 내부 코일은 산화 주석체가 소정 온도에 이를 때까지 상기 산화 주석체를 가열할 수 있다.The alcohol detection sensor may further include an internal coil. Here, the internal coil can heat the tin oxide body until the tin oxide body reaches a predetermined temperature.
알코올 감지 센서는 알코올 분자를 흡착하는 기능을 수행하는 방습제에 의해 코팅될 수 있다. 여기서, 방습제는 이산화규소일 수 있다. The alcohol detection sensor may be coated with a desiccant that functions to adsorb alcohol molecules. Here, the desiccant may be silicon dioxide.
한편, 알코올 감지 센서는 탈부착 가능한 구조로 구성될 수 있다. 따라서, 고장 또는 오작동 시 알코올 감지 센서를 탈착하여 쉽게 교체할 수 있다. Meanwhile, the alcohol detection sensor may be configured as a detachable structure. Therefore, in case of failure or malfunction, the alcohol detection sensor can be easily removed and replaced.
알코올 감지부(410)는 알코올을 감지하는 경우, 전기신호를 생성하여 알림부(430)에 전송할 수 있다. 이를 위해, 알코올 감지부(410)는 전기신호를 생성하는 전기적 스위치(예를 들어, 트랜지스터(TR) 등)를 포함할 수 있다.When
감도 조절부(420)는 알코올 감지 기준을 조절할 수 있다.The
구체적으로, 감도 조절부(420)는 알코올을 감지하기 위한 기준값을 변경할 수 있다. 이 경우, 음주 단속 상황이나 환경에 따라 기준값을 변경함으로써, 비접촉식 음주측정기(100)는 최적의 민감도로 동작할 수 있다.Specifically, the
온도 및 습도에 따라 알코올 감지 센서의 측정값은 달라질 수 있다. 실험에 의하면, 온도가 낮으면 평소보다 측정값이 높게 나오고, 온도가 높으면 평소보다 측정값이 낮게 나온다. 또한, 습도가 낮으면 평소보다 측정값이 높게 나오고, 습도가 높으면 평소보다 측정값이 낮게 나온다. 측정값이 온도 및 습도에 따라 달라지는 것은, 알코올 감지 센서가 화학 반응에 의한 전기적 저항 변화를 감지하기 때문이다. The measured value of the alcohol detection sensor may vary depending on temperature and humidity. According to experiments, when the temperature is low, the measured value comes out higher than usual, and when the temperature is high, the measured value comes out lower than usual. Additionally, when humidity is low, the measured value comes out higher than usual, and when humidity is high, the measured value comes out lower than usual. The reason the measured value varies depending on temperature and humidity is because the alcohol detection sensor detects changes in electrical resistance due to chemical reaction.
실시 예에 따라, 감도 조절부(420)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 감도 조절부(420)는 노브(knob) 형태의 다이얼로 구현될 수 있다. 이 경우, 측정자는 노브 형태의 다이얼을 돌려 원하는 기준값으로 설정할 수 있다. 측정자는 단속 상황에서 다이얼을 돌리는 간단한 동작으로 기준값을 쉽게 조정할 수 있다.According to one embodiment, the
다른 실시 예에 의하면, 감도 조절부(420)는 소프트웨어 적인 형태로 구현될 수 있다. 즉, 감도 조절부(420)의 감도 조절 손잡이와 같은 하드웨어 대신, 제어부(440)에 내장된 제어 프로그램 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 제어 프로그램은 비접촉식 음주측정기(100)의 전원이 켜지면, 음주단속에 적합한 농도로 기준값을 자동으로 설정할 수 있다. According to another embodiment, the
나아가, 제어 프로그램은 온도 및 습도를 측정하고, 온도 및 습도에 대응하여 기준값을 보정할 수 있다. 이 경우, 사용자가 다이얼을 돌리는 작업 없이도 자동으로 기준값을 설정할 수 있게 되어, 사용자의 편의성이 개선될 수 있다. 또한, 사용자의 임의적인 설정 대신 제어 프로그램이 일정한 기준값을 설정함으로써 일관성 있고 정확한 감도를 제공할 수 있다.Furthermore, the control program can measure temperature and humidity and correct the reference value in response to the temperature and humidity. In this case, the user can automatically set the reference value without having to turn the dial, thereby improving user convenience. Additionally, consistent and accurate sensitivity can be provided by the control program setting a certain reference value instead of the user's arbitrary settings.
알림부(430)는 공기중에 알코올 분자가 감지되는 경우 이에 대한 알림을 제공할 수 있다. 이 경우, 알림부(430)는 알코올 감지부(410)로부터 전기적 신호를 수신하는 경우 작동될 수 있다.The
알림부(430)는 LED 소자 및/또는 스피커를 포함할 수 있다.The
LED 소자는 소정 색상의 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, LED 소자는 고휘도의 적색 LED일 수 있고, 알코올이 감지되면 적색 LED 광을 출력할 수 있다. 고휘도의 적색 LED 광을 출력함으로써, 음주 측정이 야간에 수행되는 경우에도 음주 측정 결과를 쉽게 인지할 수 있다.LED devices can output light of a certain color. For example, the LED device may be a high-brightness red LED, and may output red LED light when alcohol is detected. By outputting high-brightness red LED light, the breathalyzer test results can be easily recognized even when the breathalyzer test is performed at night.
스피커는 소정 레벨의 음성을 출력할 수 있다. 알코올이 감지되면, 소정 형태의 음성을 소정 시간 동안 출력할 수 있다. 음주 단속이 도로상에서 수행되는 점을 고려하여, 소정 레벨은 임계값 이상으로 설정될 수 있다. 여기서, 임계값은 소음이 존재하는 환경에서도 청취 가능한 수준으로서, 실험에 의해 정해질 수 있다. 이에 의해, 비접촉식 음주측정기(100)는 주변소음에 불구하고 충분히 들을 수 있는 경고음을 출력할 수 있다.The speaker can output sound at a predetermined level. When alcohol is detected, a predetermined type of voice may be output for a predetermined period of time. Considering that drinking control is carried out on the road, the predetermined level may be set above the threshold. Here, the threshold is a level that can be heard even in a noisy environment, and can be determined through experiment. As a result, the
제어부(440)는 공기 유입 홀(120)이 측정자의 구강부를 향하는 방향으로 상기 측정자로부터 소정 거리만큼 이격된 상태에서 전류가 발생하고 발생된 상기 전류가 기준값 이상인 경우, 공기중에 알코올 분자가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(440)는 전류의 측정값이 높을수록 공기중에 상기 알코올 분자가 많은 것으로 판단하고, 이에 기초하여 혈중 알코올 농도가 높은 것으로 판단할 수 있다.Specifically, the
제어부(440)는 알코올 분자의 존재 여부를 판단하기 위한 기준값을 설정할 수 있다. 이 경우, 제어부(440)는 비접촉식 음주측정기(100)가 위치하는 공간의 온도 및 습도 중 적어도 하나에 대응하여 상기 기준값을 설정할 수 있다.The
제어부(440)는 비접촉식 음주측정기(100)를 주기적으로 점검하고, 측정불가 환경인 경우 이를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 해당 농도(가장 낮은 농도)가 특정 기준 농도보다 높다면, 알코올 감지 센서에 고장이 발생하였거나 본 기기를 사용하기 어려운 환경(즉, 외부 공기 중 알코올 농도가 높아, 음주 차량 내의 공기와 외부 공기를 선별할 수 없는 상태)이므로, 측정불가 상태로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(440)는 준비 표시등을 점멸시킴으로써, 사용자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 자동 점검 기능을 수행할 수 있다.The
또한, 제어부(440)는 비접촉식 음주측정기(100)에 전원을 공급하거나 전원을 차단하도록, 전원부(450)를 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(440)는 전력스위치를 포함할 수 있다.Additionally, the
제어부(440)는 마이크로프로세서(MCU)로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 마이크로프로세서(MCU)는 프로그램 업데이트가 가능한 FPGA 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 사용상의 불편한 점들을 고려하여 비접촉식 음주측정기(100)의 기능 및 동작들을 지속적으로 업데이트할 수 있다.The
전력부(450)는 비접촉식 음주측정기(100)에 전원을 공급할 수 있다.The
이를 위해, 전력부(450)는 배터리 및 충전부를 포함할 수 있다. 배터리는 비접촉식 음주측정기(100)에 착탈 가능하게 탑재될 수 있고, 장시간 사용 가능한 리튬이온 배터리로 구현될 수 있다. 충전부는 배터리를 충전할 수 있는 충전회로로 구현될 수 있다.To this end, the
전력부(450)는 알코올 감지 센서의 동작 전압에 대응하는 전력을 공급할 수 있다.The
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. Meanwhile, the embodiments of the present invention are not only implemented through the apparatus and/or method described so far, but may also be implemented through a program that realizes the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. This implementation can be easily implemented by anyone skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. It falls within the scope of invention rights.
100: 비접촉식 음주측정기 110: 감도 조절 버튼
120: 공기 유입 홀 210: 지지대
310: 팬 320: 준비 표시등
330: 반응 표시등 410: 알코올 감지부
420: 감도 조절부 430: 알림부
440: 제어부 450: 전력부100: Non-contact breathalyzer 110: Sensitivity adjustment button
120: air inlet hole 210: support
310: fan 320: ready indicator light
330: reaction indicator 410: alcohol detection unit
420: Sensitivity control unit 430: Notification unit
440: Control unit 450: Power unit
Claims (8)
알코올 분자와의 산화 반응에 기초하여 전류를 발생시키는 알코올 감지부;
상기 알코올 감지부의 전면에 형성되며, 외부 공기를 상기 비접촉식 음주측정기 내부에 배치된 상기 알코올 감지부를 향하여 가이드하는 공기 유입 홀;
상기 알코올 분자의 존재 여부를 판단하기 위한 기준값을 설정하고, 상기 공기 유입 홀이 측정자의 구강부를 향하는 방향으로 상기 측정자로부터 소정 거리만큼 이격된 상태에서 상기 전류가 발생하고 발생된 상기 전류가 기준값 이상인 경우 공기중에 상기 알코올 분자가 존재하는 것으로 판단하는 제어부; 및
노브(knob) 형태의 다이얼로 구현되고, 상기 다이얼의 회전에 대응하여 상기 소정 기준값을 조정하는 감도 조절부; 를 포함하되,
상기 비접촉식 음주측정기는 지지대에 탈부착 가능한 구조로 구성되고, 상기 지지대는 긴 장대 형태로 구성되어 길이 조절이 가능하도록 구성되며, 사용자에 의해 차량 외부에서 상기 지지대의 길이가 조절됨으로써 상기 비접촉식 음주측정기가 차량 내부의 소정 위치로 이동 및 배치됨에 따라, 상기 비접촉식 음주측정기는 상기 지지대에 장착된 상태에서 상기 차량의 창문을 거쳐 상기 차량 내부에 착석한 운전자로부터 소정거리 내에 배치되고,
상기 비접촉식 음주측정기의 전면에는 전원 공급 시 상기 알코올 감지부가 반응하기 위한 예열 상태를 나타내는 준비 표시등이 부착되고, 상기 준비 표시등은 상기 알코올 감지부가 예열에 의해 사용할 준비가 되었음을 알리며 이를 위해 예열에 의해 일정 온도에 도달하는 경우 소정 색상의 LED가 점등하는 방식으로 동작하고,
상기 공기 유입 홀의 전면에는, 상기 외부 공기를 흡입하여 상기 공기 유입 홀 방향으로 순환시키는 팬이 장착되며, 상기 팬을 통해 상기 외부 공기를 상기 비접촉식 음주측정기 내부의 상기 알코올 감지부 방향으로 강제 유입시킴으로써, 감지까지 걸리는 시간 및 감지 후 잔여 알코올이 소거되는 시간을 단축시키고,
상기 감도 조절부는, 온도 또는 습도가 낮으면 평소보다 측정값이 높게 나오고 온도 또는 습도가 높으면 평소보다 측정값이 낮게 나오는 점을 반영하여, 상기 기준값을 조정하며,
상기 제어부는, 상기 비접촉식 음주측정기를 주기적으로 점검하고, 가장 낮은 농도가 특정 기준 농도보다 높은 경우 상기 알코올 감지부에 고장이 발생하였거나 상기 외부 공기 중의 알코올 농도가 높아 상기 차량 내의 공기와 상기 외부 공기를 선별할 수 없는 상태에 해당하여 상기 비접촉식 음주측정기를 사용하기 어려운 환경인 측정불가 상태로 판단하고, 이를 알려주는,
비접촉식 음주측정기.In the non-contact breathalyzer,
An alcohol detection unit that generates a current based on an oxidation reaction with alcohol molecules;
an air inlet hole formed on a front surface of the alcohol detection unit and guiding external air toward the alcohol detection unit disposed inside the non-contact breathalyzer;
When a reference value for determining the presence of alcohol molecules is set, the current is generated while the air inlet hole is spaced a predetermined distance away from the person being measured in the direction toward the oral cavity of the person being measured, and the generated current is greater than the reference value. a control unit that determines that the alcohol molecules exist in the air; and
a sensitivity control unit implemented as a knob-shaped dial and adjusting the predetermined reference value in response to rotation of the dial; Including,
The non-contact breathalyzer is configured to be detachable from a support, and the support is configured to be in the form of a long pole so that the length can be adjusted. The length of the support is adjusted by the user from outside the vehicle, so that the non-contact breathalyzer is used in the vehicle. As the non-contact breathalyzer is moved and placed inside the predetermined position, the non-contact breathalyzer is placed within a predetermined distance from the driver seated inside the vehicle through the window of the vehicle while mounted on the support,
A ready indicator light is attached to the front of the non-contact breathalyzer to indicate a preheating state for the alcohol detection unit to react when power is supplied. The ready indicator light indicates that the alcohol detection unit is ready for use by preheating, and for this purpose, the alcohol detection unit is preheated to a certain temperature. It operates in such a way that an LED of a certain color lights up when it reaches,
A fan is mounted on the front of the air inlet hole to suck in the outside air and circulate it in the direction of the air inlet hole, and by forcing the outside air through the fan toward the alcohol detection unit inside the non-contact breathalyzer, Shortens the time it takes to detect and the time for residual alcohol to disappear after detection.
The sensitivity control unit adjusts the reference value to reflect the fact that when the temperature or humidity is low, the measured value is higher than usual, and when the temperature or humidity is high, the measured value is lower than usual,
The control unit periodically checks the non-contact breathalyzer, and if the lowest concentration is higher than a specific standard concentration, the alcohol detection unit has malfunctioned or the alcohol concentration in the outside air is high, separating the air inside the vehicle and the outside air. It is determined to be in a non-measurable state, which is an environment in which it is difficult to use the non-contact breathalyzer because it is in a state that cannot be selected, and notified.
Non-contact breathalyzer.
상기 알코올 감지부는,
산화 주석체와 산화 알루미늄 및 백금 전극을 포함하고,
공기중의 상기 알코올 분자가 상기 산화 주석체와 상기 산화 알루미늄 사이에 위치한 상기 백금 전극과 만나게 되어 산화 반응을 일으키고 아세트산으로 변하는 경우 상기 백금 전극에 전자를 전달함으로써 상기 전류가 생성되는 것을 특징으로 하는, 비접촉식 음주측정기.According to paragraph 1,
The alcohol detection unit,
It includes a tin oxide body and aluminum oxide and platinum electrodes,
When the alcohol molecules in the air encounter the platinum electrode located between the tin oxide body and the aluminum oxide, cause an oxidation reaction and change into acetic acid, the current is generated by transferring electrons to the platinum electrode, Non-contact breathalyzer.
내부 코일을 더 포함하고,
상기 내부 코일은 상기 산화 주석체가 소정 온도에 이를 때까지 상기 산화 주석체를 가열하는 것을 특징으로 하는, 비접촉식 음주측정기.According to paragraph 3,
further comprising an internal coil,
A non-contact breathalyzer, characterized in that the internal coil heats the tin oxide body until the tin oxide body reaches a predetermined temperature.
상기 제어부는,
상기 전류의 측정값이 높을수록 공기중에 상기 알코올 분자가 많은 것으로 판단하고, 이에 기초하여 혈중 알코올 농도가 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 비접촉식 음주측정기. According to paragraph 1,
The control unit,
A non-contact breathalyzer, characterized in that it is determined that the higher the measured value of the current, the more alcohol molecules are in the air, and based on this, the higher the blood alcohol concentration.
상기 알코올 감지 센서는,
상기 알코올 분자를 흡착하는 기능을 수행하는 방습제에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는, 비접촉식 음주측정기.According to paragraph 1,
The alcohol detection sensor is,
A non-contact breathalyzer, characterized in that it is coated with a desiccant that performs the function of adsorbing the alcohol molecules.
상기 방습제는,
이산화규소인 것을 특징으로 하는, 비접촉식 음주측정기.According to clause 6,
The desiccant is,
A non-contact breathalyzer, characterized in that it is silicon dioxide.
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| KR100287459B1 (en) * | 1997-08-06 | 2001-06-01 | 배성태 | Portable drinking measurer |
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2020
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