KR19990022845A - 호흡 측정장치 - Google Patents

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Abstract

발명은 호흡튜브(11), 펌프시스템(12a)을 통합한 연료셀 용기(12), 연료셀(13), 제어 및 계산유니트(14)와 디스플레이(15)를 포함하는 호흡 측정장치(16)에 있다. 써미스터(22)는 측정도중 용기(12)의 온도를 감지하고 유니트(14)는 감지된 온도에 따라 연료셀 출력을 보상한다.

Description

호흡 측정장치
그런 장치는 넓은 범위에서 사용되므로 넓은 온도 범위에서 작동되어야 한다. 연료셀 반응은 온도에 의해 실행되고 시도는 연료셀을 가열시킴으로써 이 변동을 극복하여 써미스터 제어(thermistor control)를 사용함으로써 지정된 온도에 있거나 이상이다. 그러나, 이 접근방법은 히터에 의해 생성된 신호잡음과 실제 측정과정동안 연료셀과 연관된 전자장치와 히터사이에 흐르는 충분한 전류를 공급할 배터리가 휴대장치로 어렵기 때문에 문제가 생긴다.
발명은 연료셀에서 휘발성 부품을 산화시켜 호흡에서 에탄올 같은 휘발성 부품을 감지하는 호흡 측정 장치에 관한 것이다.
도 1 은 호흡 측정장치의 부분적으로 단면을 포함하는 개략도이다.
* 부호 설명
10...호흡 측정장치 11...호흡 튜브
12...연료셀 용기 13...연료 셀
14...제어와 계산유니트 15...디스플레이
17...히터 18...써미스터
상기 발명은 출력 신호를 발생시키기 위한 연료 셀, 연료 셀을 위한 용기, 연료셀로 호흡 샘플을 빼내기 위한 용기에 연결된 호흡샘플, 용기의 온도를 감지하기 위한 써미스터(thermistor), 써미스터에 의해 감지된 온도에 따라 연료셀의 출력 신호를 교정하기 위한 보상수단과 교정된 신호를 표시하기 위한 수단을 포함하는 호흡 측정 장치로 구성된다.
장치는 용기내에 배치된 히터, 지정된 온도 이상으로 연료셀 근처에서 용기의 부품을 유지하기 위해 히터를 제어하기 위한 써미스터와 연료셀의 작동동안 히터를 작동시키지 않게 하는 수단을 포함한다. 히터를 제어하기 위한 써미스터는 용기의 온도를 감지하는 써미스터를 포함한다. 히터는 코일 또는 디스크의 형태이고 온도제어 써미스터는 코일 또는 디스크의 중심 또는 근처에 배치된다.
보상수단은 다음 식으로 교정된 출력을 계산하는 수단을 포함한다.
여기서 BACC는 교정된 호흡 알코올 농노이다.
BACA는 연료셀로 측정된 실제 호흡 알코올 농노이다.
A 는 연료셀을 측정하는데 사용되는 에탄올 용액의 농노이다.
B, C+D 는 사용된 연료셀과 용기의 물성치이다.
x 는 감지된 온도이다.
발명은 연료셀이 작동시 연료셀 챔버의 온도를 감지하고, 온도에 따라 보정 인자를 계산하고, 연료셀의 출력에 보정인자를 적용하고 교정된 출력을 표시하는 것을 포함하는 연료셀 챔버에서 연료셀을 갖는 호흡 측정 장치를 작동하는 방법으로 구성된다.
보정인자는
여기서 A 는 연료셀을 측정하도록 사용된 에탄올 용액의 농노이다.
B, C, D 는 사용된 연료셀과 용기의 물성치이다.
x 는 측정된 온도이다.
방법은 습식 표준 (즉 측정가스가 에탄올 표준일지라도 거품에 의해 발생된 에탄올 증기인 습식 표준)을 갖는 연료셀을 측정하는 단계를 포함하고 연료셀은 가열된다. 후자의 경우에 히터는 샘플이 연료셀에 공급될 때/또는 전에 꺼진다.
발명은 습식표준을 제공하고 연료셀의 온도에 따라서 연료셀의 결과출력을 보상하거나 그것을 담는 용기를 포함하는 연료셀을 갖는 호흡 측정장치를 측정하는 방법에 있다.
발명이 위에서 정의되었을지라도 다음 설명에서 설명되는 특징의 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
발명은 다양한 방법으로 수행되고 실시예는 호흡 측정장치의 선도인 도면에 따른 실시예에 의해 기술된다.
도면에서 호흡측정장치(10)는 호흡 튜브(11); 튜브에서 용기로 호흡 샘플을 빼내기 위한 400시리즈 기계에서 제공되고 Lion Laboratories PIC 에서 제조된 형식의 펌프시스템(12a)을 통합한 연료 셀 용기(12); 연료 셀(13); 제어와 계산 유니트(14)와 디스플레이(15)를 포함한다. 연료 셀(13)의 외부에 히터 디스크(17)가 있고 써미스터(18)는 히터(17)의 거의 중심에 배치된다. 이것 모두는 유니트(14)에 연결된 파워 서플라이(14a)에 연결된다.
잘 알려진 것처럼, 사용자는 화살표(A)로 표시된 방향으로 호흡튜브(11)로 불고 지정 시간의 호흡은 지정된 압력이상으로 불어진 후 호흡샘플은 호흡 튜브(11)에 형성된 측부(19)와 용기(12)에 형성된 입구(20)를 통해 펌프(12a)에 의해 용기(12)로 흡입된다. 이 샘플은 (21)에서 연료셀로 흡입된다. 연료 셀(13)은 종래 방법으로 샘플에서 에탄올을 산화하고 전기적 출력은 제어 및 계산 유니트(14)로 이동된다.
연료 셀의 출력은 온도에 따라 변하고 이것은 장치가 -5∼40℃의 온도범위에서 사용되기 때문에 중요하다. 이것에 대한 전통적인 접근 방법은 연료 셀 용기를 가열하는 것이지만 이것은 앞에서 언급한 것처럼 불이익이 있다. 그러므로 출원인의 장치에서 써미스터(18) 또는 (22)처럼 분리된 써미스터에 의해 구성되는 온도 감지 써미스터가 제공된다. 이것은 연료셀이 작동될 때 용기 온도를 측정하고 출력이 사용자의 호흡 알코올 용량(BAC)을 디지탈로 표시되기 전에 측정된 온도에 따라 연료셀을 교정하는 유니트(14)에 이 출력을 이송한다. 히터(17)가 연료셀의 작동동안 꺼지기 때문에 소음과 배터리 방전을 막기 위해, 써미스터(18)는 대부분의 목적을 위해 이 기능을 제공한다. 그러나 이 작동동안 히터를 작동하는 것이 바람직하다면 분리된 써미스터가 좋다.
Lion Laboratories PIC 에 의해 제조된 WR 형식의 연료셀에서, 수학식 1 에 따라 실제 출력을 교정하면 계산 유니트는 디스플레이를 위한 정확한 출력을 제공한다.
대부분 연료셀은 유사한 형태의 보상식을 가지나 상수는 연료셀과 용기에 따라 변한다. 적절한 상수가 온도에 대한 특정 연료 셀의 출력을 계획하는 당업자에 의해 계산된다. 연료셀 온도가 -5℃ 이하면 히터가 작동하는 장치이거나 히터없는 장치일 수 있다.
놀랍게도 습식 측정 샘플 대한 건식 측정 샘플에서 호흡측정 장치의 온도 반응에서 온도차이가 있다는 것을 출원인은 예기했다. 에어졸 형식으로 종종 제공되는 건식 측정 샘플은 온도에 대해 연료셀의 성능을 잘못 표시하고 정상적인 실행과 반대로, 이런 종류의 호흡측정 장치를 위한 온도 보상은 습식 표준을 사용해 계산되야 한다. 이것은 측정 가스가 물같은 액체와 평행이 되는 형식이다.

Claims (14)

  1. 호흡 측정장치에 있어서, 출력신호를 발생시키기 위한 연료셀,
    연료셀을 위한 용기,
    호흡 샘플을 연료셀로 빼기 위한 용기에 연결된 호흡 샘플 수단,
    용기의 온도를 감지하기 위한 써미스터,
    써미스터에 의해 감지된 온도에 따라 연료셀의 출력신호를 교정하기 위한 보상수단과 교정 신호를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 용기내에 배치된 히터, 지정된 온도 이상에서 연료셀 근처에서 용기의 부분을 유지하기 위해 히터를 제어하기 위한 써미스터와 연료셀의 작동동안 히터를 작동시키지 않기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 히터를 제어하기 위한 써미스터는 용기의 온도를 감지하는 써미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.
  4. 제 2 또는 3 항에 있어서, 히터는 평면코일 또는 디스크의 형태이고 온도 제어 써미스터는 코일 또는 디스크의 중심 또는 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.
  5. 상기 항중 한 항에 있어서, 계산수단은 수학식 1 에 따라 교정된 출력을 계산하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.
  6. 호흡측정장치에 있어서, 도면에 관해 설명되는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.
  7. 호흡측정장치를 작동하는 방법에 있어서,
    연료셀이 작동될 때 연료셀 챔버의 온도를 감지하고,
    온도에 따라 보정인자를 계산하고,
    연료셀의 출력에 보정인자를 적용하고,
    보정 출력을 표시하는 것을 포함하는 연료셀 챔버에서 연료셀을 갖는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치의 작동방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 보정인자는 수학식 2 인 것을 특징으로 하는 호흡측정장치의 작동방법.
  9. 제 7 또는 8 항에 있어서, 습식 표준을 갖는 연료셀을 측정하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치의 작동방법.
  10. 제 7∼9 항중 한 항에 있어서, 연료셀은 가열되는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치의 작동방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 히터는 샘플이 연료셀에 제공될 때 또는 전에 꺼지는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치의 작동방법.
  12. 호흡측정장치를 작동하는 방법은 이미 설명한 것을 특징으로 하는 호흡측정장치의 작동방법.
  13. 호흡측정장치를 측정하는 방법에 있어서, 습식 표준을 제공하고 연료셀 또는 그것을 포함하는 용기의 온도에 따라 연료셀의 결과출력을 보상하는 것을 포함하는 연료셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치를 측정하는 방법.
  14. 호흡측정장치를 측정하는 방법은 도면에 관해 이전에 정의된 것을 특징으로 하는 호흡측정장치를 측정하는 방법.
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