KR200215144Y1 - 음주측정기 센서의 오차보정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 음주측정기 센서의 오차보정장치에 관한 것으로서,

마우스피스(1)로부터 유입된 음주 피측정자의 호흡중 알코홀 성분을 기화하기 위한 히터(H)와 알코홀센서(S)를 가지는 센서유니트(U), 상기 알코홀센서(S)로부터의 출력신호가 디지털변환 처리를 위한 집적회로(M)및 표시용의 디스플레이(D)를 전기회로의 일부로서 구비하는 음주측정기에 있어서;

온도센서(TS)가 외기온도를 측정하는 입력수단으로서 상기 집적회로(M)로 인입되고, 상기 인입신호값에 따라서 히터(H)로의 전원을 단속(Om-Off)하는 트리거용의 트랜지스터(Tr)및, 상기 집적회로(M)의 외기온도- 최적히터(H)가열시간의 데이터 및 제어프로그램을 더 구비함으로서 상기 알코홀센서(S)로의 기체의 흡착을 위하여 가열작동하는 히터(H)의 가열지속시간을 미시적으로 결정하여 작동시키는 것을 특징으로 하여; 알코홀센서(S)와 연동하는 히터(H)의 가열시간을 실험적인 데이터에 의하여 미소하게 가열지속시간을 변동시킴으로서 외기온도에 따른 온도보정을 수행함으로서, 빈번한 캘리브레이션에 따른 불편성을 해소하고 정밀한 음주측정을 가능하게 하는 등의 유용성을 가진다.

Description

음주측정기 센서의 오차보정장치{ Calibrating apparatus for the sensor of alcohol meter}

본 고안은 음주측정기 센서의 오차보정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 일반적인 알코홀 센서를 장착하는 음주측정기에서 측정의 정밀도와 전원관리 성능을 제고하기 위하여 안출된 것이다.

운전자의 음주상태를 수치적인 데이터로서 측정하는 음주측정기는 다양한 종류의 것이 안출되어 널리 사용되고 있고 그 측정 방식 또한 다양한 구성을 가지고 있다.

종래로부터의 음주측정기는 일반적인 구성으로서 알코홀을 함유하는 피측정자의 호흡을 유도하는 유도부와, 유도된 호흡중의 알코홀 성분을 기화시키기 위한 히터를 내장하는 알코홀센서, 알코홀센서로부터 측정된 알코홀 값을 판독하여 기준값과 비교하는 연산처리부및 신호증폭부 등으로 이루어지는 전기적인 결선체를 구성하고 있고,

알코홀센서는 개략 관상체로서 구성되는 센서부로서 그 내방에는 흡입된 피측정자의 호흡중의 알코홀 성분에 열을 가하여 기화하여 그 기화된 성분 중의 알코홀이나 알코홀 가스 등에 반응하여 전기적인 신호의 전도성을 달리하는 원리를 바탕으로 구성되고 있다.

즉, 정량의 피측정자의 호흡이 알코홀센서로 인입되면 센서와 동시에 구성된 히터에 의하여 순간 가열되면서 호흡 중의 알코홀이 센서로 인가되는 구성을 가진다.

따라서 이러한 알코홀센서는 주위 환경에 온도에 대하여 대단히 민감하게 반응하게 되고 외기 온도의 차이에 따라서 측정오차 또한 상당한 것이 될 수밖에 없고 실제적으로 동절기와 하절기의 외기온도의 차이는 무려 50 도 이상이 되기 쉬우므로 이러한 온도조절 즉, 캘리브레이션(Calibration)은 필수적인 조작사항이 되고 있다.

이는 센서 자체의 상대온도의 변화에 기인하기도 하지만 외기온에 따라서 가열된 히터에 따른 기화상태도가 상이하기 때문이기도 하다.

이러한 문제점을 감안하여 종래의 음주측정기에도 알코홀센서의 외기 온도에 따른 오차의 보정을 위한 수단이 강구되어 있었다

대표적인 외기온도의 오차 보정수단은 센서에 연결된 가변저항기를 음주측정기 하우징 외방으로 조작노브를 인출하여 두고 이 가변저항기를 조절함으로서 측정의 '0' 점을 맞추는 것이다.

그러나 이러한 수동 조작에 의한 외기온도에 대한 오차보정 수단은 그 정밀도가 저하되고 실제적으로 측정현장에서 이를 조작하기는 대단히 번거로울 뿐만아니라 보정되지 아니한 음주측정기의 사용에 따른 피측정자간의 시비 또한 문제가 되고 있다.

상기하는 제반의 문제점을 감안하여 안출된 본 고안의 음주측정기의 음주측정기의 알코홀센서의 외기온도에 따른 오차보정을 자동적으로 수행하는 회로및 방법을 제공함으로서 상술하는 문제점을 일소하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 또 다른 목적은 오차보정장치와 연동하여 가장 바람직한 상태의 전원공급이 가능한 회로를 더 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 a 는 종래의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 하나의 실시예를 도시하는 센서부의 회로도.

도 1 b 는 종래의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 다른 실시예를 도시하는 센서부의 회로도.

도 1 c 는 종래의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 하나의 실시예를 도시하는 센서부의 회로도.

도 2 는 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 또 다른 실시예를 도시하는 센서부의 회로도.

도 3 은 본 고안이 적용되는 음주측정기 센서의 오차보정장치의 전원부의 회로구성의 바람직한 실시예를 도시하는 전원부 회로도.

도 4 는 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치가 적용되기에 적합한 실시예의 음주측정기 센서가 장착되는 마우스피스 부의 단면을 도시하는 단면도.

도 5 는 도 4 의 음주측정기 센서가 장착되는 마우스피스의 다른 실시예의 구성을 도시하는 일부 파절사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 마우스피스

H: 히터

S: 알코홀센서

U: 센서유니트

M: 집적회로

D: 디스플레이

상기하는 목적을 구현하기 위한 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치는,

마우스피스로부터 유입된 음주 피측정자의 호흡중 알코홀 성분을 기화하기 위한 히터와 알코홀센서를 가지는 센서유니트,

상기 알코홀센서로부터의 출력신호가 디지털변환 처리를 위한 집적회로 및 표시용의 디스플레이를 전기회로의 일부로서 구비하는 음주측정기에 있어서,

온도센서가 외기온도를 측정하는 입력수단으로서 상기 집적회로로 인입되고,

상기 인입신호값에 따라서 히터로의 전원을 단속하는 트리거용의 트랜지스터및,

상기 집적회로의 외기온도- 최적히터가열시간의 데이터 및 제어프로그램을 더 구비함으로서;

상기 알코홀센서로의 기체의 흡착을 위하여 가열작동하는 히터의 가열지속시간을 미시적으로 결정하여 작동시키는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 구성 및 작용효과를 부수된 도면과 함께 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 a 는 종래의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 하나의 실시예를 도시하는 센서부의 회로도, 도 1 b 는 종래의 다른 실시예를 도시하는 센서부의 회로도, 도 1 c 는 종래의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 하나의 실시예를 도시하는 센서부의 회로도, 도 2 는 본 고안의 다른 실시예를 도시하는 센서부의 회로도, 도 3 은 본 고안이 적용되는 음주측정기 센서의 오차보정장치의 전원부의 회로구성의 바람직한 실시예를 도시하는 전원부 회로도, 도 4 는 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치가 적용되기에 적합한 실시예의 음주측정기 센서가 장착되는 마우스피스 부의 단면을 도시하는 단면도, 도 5 는 도 4 의 마우스피스의 다른 실시예의 구성을 도시하는 일부 파절사시도이다.

도 1 a,b,c 는 종래의 음주측정기 센서의 오차보정장치의 하나의 실시예를 도시하는 센서부의 회로도로서 도 4 내지 5 도와 같은 실시예의 마우스피스(1)의 센서장착부(10)에 삽입되는 예시적인 센서유니트(U) 중의 알코홀센서(S)를 장착한 구성을 예로서 설명한다.

마우스피스(1)는 피측정자의 호흡중 일부만이 유입되게 함으로서 센서장착부(10)로서 같이 장착되는 히터(H)의 냉각을 극소화하는 구성을 가지게 된다. 알코홀센서(S)는 히터(H)에 의하여 기화된 기체 중의 알코홀기체의 흡착도에 따라서 전기전도성이 변동하는 가변저항적인 센서가 대부분이며 도면 에서는 측정된 전기전도성의 차이를 디지털로 표시하는 디지털변환부 등의 회로는 널리 알려진 것이므로 개시하지 않고 있다.

종래에는 외기온도에 따른 온도 보정을 하기위하여 알코홀센서(S)와 직결되는 캘리브레이션용의 가변저항기(VR)를 사용함으로서 상술하는 종래의 불편성및 부정확성이 상존하였던 것이다.

또 다른 종래의 구성으로서는 도 1 a , b 에서와 같이,

알코홀센서(S)와 직결되는 가변저항기(VR)와 병열 또는 직렬(온도상승에 따라서 저항값이 감소하는 형태의 서어미스터인 경우)로서 서어미스터(T)를 부가하여 줌으로서 외기온도에 따라 알코홀센서(S)의 측정 전기전도성을 연동시켜 줌으로서 온도보정을 자동적으로 수행하게 하는 것이다.

상기와 같이 함으로서 외기온도의 오차에 따라 서어미스터(T)의 저항값(Rt)이 선형적으로(Linear) 변동하게 되므로 그에 따라서 알코홀센서(S)의 저항값(Rs)도 선형적 으로 보상된다. 즉, 외기온이 상승하게 되면 서어미스터(T)의 저항값(Rt)도 선형적으로 증가하게 되고 동시에 알코홀센서(S)의 저항값(Rs)도 증대된다.

이러한 경우 병열로서 연결되는 알코홀센서(S)와 서어미스터(T)는 당연히 저항연결의 공식에 의하여 저항값이 상승분의 보상치만큼 저하되어 전체 센서장착부(10)의 저항값(Ru)은 일정하게 유지된다고 하는 구성을 가진다.

그러나, 상기하는 구성 역시 실제적인 사용에서는 알코홀센서(S)와 서어미스터(T) 간의 최적화된 보정값을 찾기 어렵고 알코홀센서(S)와 서어미스터(T)의 온도반응도가 다름으로 인하여 정기적인 캘리브레이션은 필요로 하는 문제점을 가지고 있었다.

본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치가 도 2 에 도시된다.

본 고안에서는 알코홀센서(S)의 온도보정을 행하는 것이 아니고 히터(H)의 가열을 제어함으로서 알코홀센서(S)의 내부환경에서의 온도조절을 행하는 방식을 체텍하고 있다.

도면에서 통상적인 알코홀센서(S)의 전기전도도를 디지털화하는 집적회로(M)에는 시그먼트 LED 등의 디스플레이(D)가 연결되고 알코홀센서(S)로부터의 입력을 디지털화하여 수치로서 표시하는 구성의 종래로부터의 음주측정기에 있어서,

히터(H) 측에 부가적인 작동회로를 더 가진다. 이 작동회로는 도시한 바와 같이 서어미스터 등의 다양한 온도센서(TS)가 외기온도를 측정하는 입력수단으로서 집적회로(M)로 인입되고 이 인입된 신호값에 따라서 히터(H)로의 전원을 단속(On-Off)하는 트리거용의 트랜지스터(Tr)가 연결되어 구성된다.

또한, 집적회로(M)에는 미리 프로그래밍된 온도보정논리회로및 실험에 의하여 구하여진 외기온도- 최적히터(H) 가열시간의 데이터를 가짐은 물론이다.

이러한 구성으로서 알코홀센서(S)로의 기체의 흡착을 위하여 가열작동하는 히터(H)는 온도센서(TS)에 의하여 입력된 신호값에 기하여 외기온도 대 히터(H)의 가열시간을 결정하여 알코홀센서(S)의 외기온도에 의한 온도영향편차 만큼 히터(H)의 가열시간을 극미소하게 변동시켜 가열시킴으로서 온도의 보상을 행할 수있다.

이러한 온도보정을 행하기 위하여서는 외기온도- 최적히터(H) 가열시간의 데이터가 실험적으로 정성데이터로서 구하여져서 프로그래밍되어야 함은 물론이다.

따라서 상기의 구성으로서의 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치는 종래의 방식을 탈피하여 히터(H)의 가열시간을 미시적으로 조절함으로서 온도의 보저을 수행하고 있다.

도 3 은 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치에 적용되기에 적합한 전원부만을 도시하는 것으로서,

통상적으로 공급되는 전원(V)에 대하여 레귤레이터(RG)가 장착되어 회로부가 요구하는 전압 값으로 변경하여 사용하던 것에 대하여 레귤레이터(RG) 이전에 전압강하용의 저항(R)을 직렬로서 취부하여 줌으로서 레귤레이터(R)로 인입하는 전압을 인위적으로 낮추어 인가시킨다. 레귤레이터(RG)는 종래로부터도 전압의 정류와 전압강하등의 목적을 위하여 음주측정기의 회로부에는 대부분 장착하고 있었다.

이는 수동소자인 저항(R)에 의하여 전압이 저하되는 상태에서의 발열이 상당한 소자인 레귤레이터(RG)에서의 전압차이에 의한 발열보다 전체적인 전원의 손실이 저하되기 때문이다.

이것은 장시간 사용하여야 하는 음주측정기에서는 매우 중요한 전원관리요소가 되기 때문이다.

이상과 같은 본 고안의 음주측정기 센서의 오차보정장치는,

종래의 알코홀센서(S)의 저항값을 부가적인 가변저항기와 온도감응의 저항변동수단인 서어미스터(T) 등을 사용하여 외기온도에 대한 캘리브레이션을 수행하던 것을 알코홀센서(S)와 연동하는 히터(H)의 가열시간을 실험적인 데이터에 의하여 미소하게 가열지속시간을 변동시킴으로서 외기온도에 따른 온도보정을 수행함으로서,

빈번한 캘리브레이션에 따른 불편성을 해소하고 정밀한 음주측정을 가능하게 하는 등의 유용성을 가진다.

Claims (2)

1. 마우스피스(1)로부터 유입된 음주 피측정자의 호흡중 알코홀 성분을 기화하기 위한 히터(H)와 알코홀센서(S)를 가지는 센서유니트(U),

   상기 알코홀센서(S)로부터의 출력신호가 디지털변환 처리를 위한 집적회로(M)및 표시용의 디스플레이(D)를 전기회로의 일부로서 구비하는 음주측정기에 있어서,

   온도센서(TS)가 외기온도를 측정하는 입력수단으로서 상기 집적회로(M)로 인입되고,

   상기 인입신호값에 따라서 히터(H)로의 전원을 단속(Om-Off)하는 트리거용의 트랜지스터(Tr)및,

   상기 집적회로(M)의 외기온도- 최적히터(H)가열시간의 데이터 및 제어프로그램을 더 구비함으로서

   상기 알코홀센서(S)로의 기체의 흡착을 위하여 가열작동하는 히터(H)의 가열지속시간을 미시적으로 결정하여 작동시키는 것을 특징으로 하는 음주측정기 센서의 오차보정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 음주측정기 센서의 오차보정장치를 가지는 음주측정기의 전원부는 공급되는 전원(V)에 대하여 전압값을 변동시키기 위한 레귤레이터(RG) 이전에 전압강하용의 저항(R)을 직렬로서 취부하여 줌으로서 레귤레이터(R)로 인입하는 전압을 인위적으로 낮추어 인가시키는 것을 특징으로 하는 음주측정기 센서의 오차보정장치.