KR20220139486A - Breath alcohol analyzer - Google Patents

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KR20220139486A
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Abstract

The present invention relates to a breathalyzer. The breathalyzer of the present invention comprises: a sample gas chamber through which exhaled breath flows; a detection unit for outputting an electrical signal according to the concentration of alcohol contained in the exhaled breath; and a controller for receiving the electrical signal. According to the present invention, even when the concentration of alcohol contained in the exhaled breath is low, the blood alcohol concentration can be accurately measured.

Description

음주측정기{Breath alcohol analyzer}Breath alcohol analyzer

본 발명은 음주측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혈중 알코올 농도가 매우 낮은 경우 또는 측정 온도가 매우 낮은 경우처럼 음주측정기의 알코올 센서에서 출력되는 전기 신호 값이 매우 작은 경우에도 정확한 혈중 알코올 농도 측정이 가능한 음주측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a breathalyzer, and more particularly, even when the electrical signal value output from the alcohol sensor of the breathalyzer is very small, such as when the blood alcohol concentration is very low or when the measurement temperature is very low, accurate blood alcohol concentration measurement is possible. It is about possible breathalyzers.

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 혈중 알코올 농도(Blood alcohol concentration, BAC)를 계산할 수 있다.A breathalyzer measures the concentration of alcohol mixed with the air in the breath and exhaled with the breath. Since alcohol discharged with exhalation is proportional to the concentration of alcohol in the blood, blood alcohol concentration (BAC) can be calculated by measuring the concentration of alcohol contained in exhalation.

최근에는 음주단속 기준이 강화되면서, 혈중 알코올 농도가 낮은 경우에도 단속의 대상이 되고 있다. 따라서 날숨에 포함된 알코올의 농도가 낮더라도 정확한 측정이 필요한 음주측정기가 요구된다.Recently, as alcohol control standards have been strengthened, even low blood alcohol levels are subject to crackdown. Therefore, even if the concentration of alcohol contained in the exhaled breath is low, a breathalyzer that requires accurate measurement is required.

종래의 저농도의 혈중 알코올 농도의 측정방법으로 음주측정기의 알코올센서의 전기 신호에 따라서 혈중 알코올 농도의 변환식을 변경하는 방법이 개시되어 있다.A method of changing the conversion formula of blood alcohol concentration according to the electrical signal of the alcohol sensor of the breathalyzer as a conventional method for measuring the low concentration of blood alcohol concentration is disclosed.

예를 들어, 공개특허 특1998-081942에는 혈중 알코올 농도가 낮은 경우 및 높은 경우를 대상으로 실험데이터를 얻고, 이를 근거로 음주측정기에서 측정된 데이터의 범위에 따라서 별도의 혈중 알코올 농도 변환식을 사용하는 반도체센서형 음주측정기가 개시되어 있다.For example, in Patent Publication No. 1998-081942, experimental data are obtained for low and high blood alcohol concentrations, and a separate blood alcohol concentration conversion formula is used according to the range of data measured by a breathalyzer based on this. A semiconductor sensor type breathalyzer is disclosed.

그러나 공개특허 특1998-081942의 음주측정기는 날숨에 포함된 알코올의 농도가 낮을 경우 알코올센서에서 발생하는 전기 신호가 너무 작아서 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다. 즉, 음주측정기의 알코올센서의 전기 신호의 데이터의 범위에 따라서 별도의 혈중 알코올 농도 변환식을 사용하는 것은 저농도에서의 알코올센서의 전기 신호 값이 비교적 정확한 경우에만 의미가 있다는 문제가 있다.However, the breathalyzer of Patent Publication No. 1998-081942 has a problem in that when the concentration of alcohol contained in the exhaled breath is low, the electrical signal generated from the alcohol sensor is too small and the accuracy is lowered. That is, there is a problem that using a separate blood alcohol concentration conversion formula according to the range of data of the electrical signal of the alcohol sensor of the breathalyzer is meaningful only when the electrical signal value of the alcohol sensor at low concentration is relatively accurate.

또한, 차량에 장착되는 음주 시동 방지 장치용 음주측정기는 영하 40도 정도의 극저온에서도 사용되어야 하는데, 온도가 낮아지면, 알코올의 반응성이 떨어지기 때문에 알코올센서의 전기 신호 값이 너무 작아져서 측정이 어렵다는 문제가 있다. In addition, the breathalyzer for the drink start prevention device mounted on the vehicle should be used at a cryogenic temperature of about -40 degrees below zero. there is a problem.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 알코올센서를 가열하는 방법이 사용되지만, 극저온일 경우에는 가열에 2~3분 정도가 소요되기 때문에 사용자가 매우 불편함을 느끼게 된다는 문제가 있었다.In order to solve this problem, a method of heating the alcohol sensor is used, but in the case of cryogenic temperature, it takes about 2-3 minutes to heat, so there is a problem that the user feels very uncomfortable.

또한, 이러한 문제들을 해결하기 위해서, 알코올센서 신호의 증폭도를 높일 수 있으나, 증폭도를 너무 높이면, 저농도에서는 유리하지만, 고농도에서는 신호가 측정 가능한 최대치에 도달하기 때문에 최대 측정범위까지 측정하기 어렵다는 문제가 있다.In addition, in order to solve these problems, it is possible to increase the amplification of the alcohol sensor signal, but if the amplification is too high, it is advantageous at low concentration, but at high concentration, the signal reaches the maximum measurable value, so there is a problem that it is difficult to measure up to the maximum measurement range. .

공개특허 특1998-081942Patent Publication No. 1998-081942 공개특허 특2003-0096147Patent Publication No. 2003-0096147 등록특허 10-2030278Registered Patent 10-2030278

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 혈중 알코올 농도가 낮아서 날숨에 포함된 알코올의 농도가 낮을 경우, 또는 극저온에서 측정하는 경우와 같이, 알코올센서에서 출력되는 전기 신호 값이 작을 경우에도 정확한 혈중 알코올 농도의 측정할 수 있는 음주측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to improve the above-described problems, when the concentration of alcohol contained in exhaled breath is low due to low blood alcohol concentration, or when the value of the electrical signal output from the alcohol sensor is small, such as when measured at cryogenic temperature, accurate An object of the present invention is to provide a breathalyzer capable of measuring blood alcohol concentration.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 날숨이 흐르는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버의 내부에 배치되며 상기 날숨에 포함된 알코올 농도에 따른 전기 신호를 출력하는 감지부와, 상기 감지부로부터 상기 전기 신호를 수신하는 제어기를 포함하는 음주측정기에 있어서, 상기 제어기는, 상기 전기 신호를 미리 정해진 A배로 증폭하는 제1 증폭부와; 상기 전기 신호를 미리 정해진 B배로 증폭하며, 상기 B 값은 상기 A 값보다 큰 제2 증폭부와; 상기 제1 증폭기에서 증폭된 상기 전기 신호의 시간에 따른 적분 값인 제1 적분 값(IA)을 획득하는 제1 적분부와; 상기 제2 증폭기에서 증폭된 상기 전기 신호의 시간에 따른 적분 값인 제2 적분 값(IB)을 획득하는 제2 적분부와; 상기 제1 적분 값(IA)을 미리 정해진 최소 한계 값(VL)과 비교하고, 상기 제2 적분 값(IB)을 미리 정해진 최대 한계 값(VH)과 비교하는 비교부와; 상기 비교부에서 상기 제2 적분 값(IB)이 최대 한계 값(VH)을 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산하고, 상기 비교부에서 상기 제1 적분 값(IB)이 최소 한계 값(VL) 미만인 것으로 판단되면, 상기 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음주측정기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a sample gas chamber through which exhalation flows, a sensing unit disposed inside the sample gas chamber and outputting an electrical signal according to the alcohol concentration contained in the exhalation, and from the sensing unit In the breathalyzer comprising a controller for receiving the electrical signal, the controller, the first amplifier for amplifying the electrical signal to a predetermined A times; a second amplifying unit amplifying the electrical signal by a predetermined B-fold, wherein the B value is greater than the A value; a first integrator for obtaining a first integral value (I A ) that is an integral value according to time of the electrical signal amplified by the first amplifier; a second integrator for obtaining a second integral value (I B ) that is an integral value of the electrical signal amplified by the second amplifier over time; a comparator for comparing the first integral value I A with a predetermined minimum limit value V L and comparing the second integral value I B with a predetermined maximum limit value V H ; If it is determined in the comparison unit that the second integral value I B exceeds the maximum limit value V H , the alcohol concentration is calculated using the first integral value I A , and in the comparison unit When it is determined that the first integral value (I B ) is less than the minimum limit value (V L ), the second integral value (I B ) Breathalyzer, characterized in that it comprises a calculator for calculating the alcohol concentration to provide.

또한, 상기 제어기는, 상기 제2 적분 값(IB)이 상기 최대 한계 값(VH) 이하이며, 상기 제1 적분 값(IA)이 상기 최소 한계 값(VL) 이상이면, 상기 제1 적분 값(IA)과 상기 제2 적분 값(IB)을 이용하여 각각 계산된 두 개의 알코올 농도 값을 비교하여 상기 제어기의 신뢰도를 확인하는 확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음주측정기를 제공한다.In addition, the controller, if the second integral value ( IB ) is less than or equal to the maximum limit value (V H ), and the first integral value (I A ) is greater than or equal to the minimum limit value (V L ), the second integral value (V L ) One integral value (I A ) and the second integral value (I B ) Breathalyzer, characterized in that it further comprises a confirmation unit for confirming the reliability of the controller by comparing the two alcohol concentration values calculated using the second integral value (I B ) to provide.

또한, 상기 제어기는, 제1 표준 가스에 의한 상기 감지부의 전기 신호를 상기 제1 증폭기를 이용하여 증폭하고, 상기 제1 적분기를 이용하여 적분하여 획득한 제1 기준 값과, 제2 표준 가스에 의한 상기 감지부의 전기 신호를 상기 제2 증폭기를 이용하여 증폭하고, 상기 제2 적분기를 이용하여 적분하여 획득한 제2 기준 값이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 연산부는, 상기 제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 상기 제1 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산하고, 상기 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 상기 제2 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산하는 것을 특징으로 하는 음주측정기를 제공한다.In addition, the controller is configured to amplify the electrical signal of the sensing unit by the first standard gas using the first amplifier and integrate the first reference value obtained by integrating using the first integrator and the second standard gas. and a memory in which a second reference value obtained by amplifying the electric signal of the sensing unit by using the second amplifier and integrating using the second integrator is stored, wherein the operation unit includes the first integral value (I) When calculating the alcohol concentration using A ), the blood alcohol concentration is calculated based on the first reference value, and when calculating the alcohol concentration using the second integral value ( IB ), the alcohol concentration is calculated based on the second reference value. It provides a breathalyzer, characterized in that for calculating the blood alcohol concentration.

또한, 상기 제1 표준 가스와 상기 제2 표준 가스는 동일한 가스인 것을 특징으로 하는 음주측정기를 제공한다.In addition, the first standard gas and the second standard gas provides a breathalyzer, characterized in that the same gas.

또한, 상기 제1 표준 가스는 상기 제2 표준 가스에 비해서 알코올 농도가 낮은 가스인 것을 특징으로 하는 음주측정기를 제공한다.In addition, the first standard gas provides a breathalyzer, characterized in that the gas has a lower alcohol concentration than the second standard gas.

본 발명에 따른 음주측정기는 날숨에 포함된 알코올의 농도가 낮을 경우에도 정확한 혈중 알코올 농도를 측정할 수 있다는 장점이 있다.The breathalyzer according to the present invention has the advantage of being able to accurately measure the blood alcohol concentration even when the concentration of alcohol contained in the exhaled breath is low.

또한, 극저온에서 사용되는 경우에도 정확한 혈중 알코올 농도를 측정할 수 있다는 장점이 있다.In addition, even when used at cryogenic temperatures, there is an advantage in that accurate blood alcohol concentration can be measured.

도 1은 본 발명에 따른 음주측정기를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 시료가스의 알코올 농도가 낮을 때의 감지부의 출력 신호를 예시한 도면이다.
도 3은 시료가스의 알코올 농도가 높을 때의 감지부의 출력 신호를 예시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제어기의 블록도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a breathalyzer according to the present invention.
2 is a diagram illustrating an output signal of the detection unit when the alcohol concentration of the sample gas is low.
3 is a diagram illustrating an output signal of the detection unit when the alcohol concentration of the sample gas is high.
FIG. 4 is a block diagram of the controller shown in FIG. 1 .

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 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a preferred embodiment of the breathalyzer according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명에 따른 음주측정기를 개략적으로 도시한 개념도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 음주측정기는 날숨 통로(2), 날숨 통로(2)와 연통된 시료가스챔버(3), 시료가스챔버(3)와 연결된 흡입 펌프(4)를 포함한다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a breathalyzer according to the present invention. 1, the breathalyzer according to the present invention includes an exhalation passage (2), a sample gas chamber (3) in communication with the expiration passage (2), and a suction pump (4) connected to the sample gas chamber (3) .

날숨 통로(2)는 양단이 개방되어 있는 실린더 형태이다. 날숨 통로(2) 일단의 유입구(23)에는 불대(1)가 결합할 수 있다. 불대(1)를 통해서 날숨 통로(2)로 유입된 날숨은 날숨 통로(2) 타단의 배출구(24) 통해서 외부로 배출된다.The exhalation passage (2) is in the form of a cylinder with both ends open. The inlet 23 of one end of the exhalation passage (2) may be coupled to the bulldae (1). Exhalation flowing into the exhalation passage (2) through the bulldae (1) is discharged to the outside through the outlet (24) of the other end of the exhalation passage (2).

날숨 통로(2)에는 날숨 통로(2)에 유입된 날숨의 일부를 시료가스챔버(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 시료가스챔버(3)에 공급된다. 날숨 통로(2)를 흐르는 날숨 중에서 채취구멍(21)을 통해서 공급된 날숨을 시료가스라고 한다.The exhalation passage (2) is formed with a sampling hole (21) for supplying a part of the exhaled breath flowing into the exhalation passage (2) to the sample gas chamber (3). Most of the exhalation introduced into the exhalation passage (2) is directly discharged to the outside through the outlet (24), and a part is supplied to the sample gas chamber (3) through the collecting hole (21). Among the exhalations flowing through the exhalation passage (2), the exhalation supplied through the sampling hole (21) is referred to as a sample gas.

시료가스챔버(3)는 시료가스유입관(31)을 통해서 날숨 통로(2)의 채취구멍(21)과 연결된다. 시료가스챔버(3)의 내부에는 감지부(5)가 설치된다. 감지부(5)는 시료가스의 알코올 농도에 따라서 변화하는 전기 신호를 출력한다. 감지부(5)로는 전기화학식 반응셀을 사용할 수 있다.The sample gas chamber 3 is connected to the sampling hole 21 of the exhalation passage 2 through the sample gas inlet pipe 31 . A sensing unit 5 is installed inside the sample gas chamber 3 . The sensing unit 5 outputs an electrical signal that changes according to the alcohol concentration of the sample gas. As the sensing unit 5, an electrochemical reaction cell may be used.

도 2는 시료가스의 알코올 농도가 낮을 때의 감지부의 출력 신호를 예시한 도면이며, 도 3은 시료가스의 알코올 농도가 높을 때의 감지부의 출력 신호를 예시한 도면이다. 예를 들어, 도 2는 시료가스의 알코올 농도가 0.01BAC%인 경우의 출력 신호를 나타내고, 도 3은 0.05BAC%인 경우의 출력신호를 나타낼 수 있다.2 is a diagram illustrating an output signal of the detection unit when the alcohol concentration of the sample gas is low, and FIG. 3 is a diagram illustrating an output signal of the detection unit when the alcohol concentration of the sample gas is high. For example, FIG. 2 may show an output signal when the alcohol concentration of the sample gas is 0.01BAC%, and FIG. 3 may show an output signal when the alcohol concentration is 0.05BAC%.

전기화학식 반응셀은 감지 전극과 대향 전극 및 감지 전극과 대향 전극 사이에 게재된 전해질을 포함한다. 감지 전극에 흡착되어 이온으로 분해된 알코올은 전해질을 통과한 후 대향 전극으로 이동한다. The electrochemical reaction cell includes a sensing electrode and a counter electrode and an electrolyte interposed between the sensing electrode and the counter electrode. Alcohol adsorbed on the sensing electrode and decomposed into ions passes through the electrolyte and moves to the counter electrode.

이때 발생한 전기 신호 값은 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 시간(t)에 따라서 변화하며, 알코올 농도가 높을수록 전기 신호(V)의 최댓값이 크다. As shown in FIGS. 2 and 3 , the generated electrical signal value changes with time t, and the higher the alcohol concentration, the greater the maximum value of the electrical signal V.

이 전기 신호 값의 변화 그래프를 시간에 따라서 적분하면 감지 전극에 흡착되어 분해된 알코올의 양에 비례하는 검출신호 값을 얻을 수 있고 이를 이용해 혈중 알코올 농도를 알 수 있다. If the graph of the change of the electrical signal value is integrated over time, a detection signal value proportional to the amount of alcohol absorbed and decomposed by the sensing electrode can be obtained, and the blood alcohol concentration can be determined using this.

적분 값은 감지 전극에 흡착된 알코올의 양에 비례하고, 흡착된 알코올의 양은 시료가스 내의 알코올 농도에 비례하며, 시료가스 내의 알코올 농도는 혈중 알코올 농도에 비례한다.The integral value is proportional to the amount of alcohol adsorbed to the sensing electrode, the amount of adsorbed alcohol is proportional to the alcohol concentration in the sample gas, and the alcohol concentration in the sample gas is proportional to the blood alcohol concentration.

흡입 펌프(4)는 사용자가 불대(1)를 통해서 불어넣은 시료가스 중에서 정량을 시료가스챔버(3)에 유입시키고, 다시 시료가스챔버(3)로부터 배출시키는 역할을 한다. 흡입 펌프(4)는 연결관(34)을 통해서 시료가스챔버(3)와 연결된다.The suction pump 4 introduces a quantity of the sample gas blown in by the user through the fire stand 1 into the sample gas chamber 3 and discharges it from the sample gas chamber 3 again. The suction pump 4 is connected to the sample gas chamber 3 through a connection pipe 34 .

흡입 펌프(4)는 밀폐된 구조이므로, 흡입 펌프(4)가 작동하지 않으면, 시료가스챔버(3)의 내부로 가스가 거의 유입되지 않는다.Since the suction pump 4 has a closed structure, when the suction pump 4 does not operate, gas hardly flows into the sample gas chamber 3 .

흡입 펌프(4)는 사용자가 날숨을 불기 시작한 후 일정한 시간이 지난 시점에 순간적으로 동작하여 정량의 시료가스를 시료가스챔버(3)에 유입시킨 후 바로 시료가스유입관(31)을 통해서 시료가스챔버(3)로부터 배출시킨다. 사용자가 날숨을 불기 시작했는지는 예를 들어, 날숨 통로(2)에 설치된 마이크로폰(미도시)이나 압력센서(미도시)를 이용하여 확인할 수 있다.The suction pump 4 operates instantaneously at the time when a certain time has elapsed after the user starts to blow the exhalation, and introduces a predetermined amount of the sample gas into the sample gas chamber 3, and then immediately passes the sample gas through the sample gas inlet pipe 31. It is discharged from the chamber (3). Whether the user started blowing the exhalation can be confirmed using, for example, a microphone (not shown) or a pressure sensor (not shown) installed in the exhalation passage 2 .

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 이동할 수 있도록 설치된 플런저(42)를 포함한다. 플런저(42)는 신축될 수 있는 주름부(43)와 연결된다.As the suction pump 4, a solenoid pump may be used. The solenoid pump includes a housing 41 installed with a bobbin (not shown) on which an induction coil is wound, and a plunger 42 installed in the hollow of the housing 41 to move up and down. The plunger 42 is connected to the stretchable pleats 43 .

유도코일에 전원이 순간적으로 인가되면 플런저(42)가 일정한 거리를 후퇴한 후 하우징(41) 내의 리턴 스프링(미도시)에 의해서 복귀한다. 플런저(42)가 후퇴하는 과정에서 주름부(43)가 팽창하면서 시료가스가 시료가스챔버(2)로 유입되고, 플런저(42)가 복귀하는 과정에서 주름부(43)가 수축하면서 시료가스챔버(32) 내의 시료가스가 시료가스유입관(31)을 통해서 배출된다. 플런저(42)의 이동거리를 제한함으로써 정량의 시료가스가 채취되고, 정량의 시료가스가 배출되도록 할 수 있다. 시료가스가 시료가스챔버(3)에 유입되고 배출되는 과정에서 시료가스챔버(3)에 배치된 감지부(5)의 전기화학식 반응셀에 시료가스가 흡착된다. 흡착된 시료가스에 의해서 전기화학식 반응셀에서 전기신호가 출력된다. When power is momentarily applied to the induction coil, the plunger 42 retracts a certain distance and then returns by a return spring (not shown) in the housing 41 . While the plunger 42 is retracted, the corrugated portion 43 expands and the sample gas flows into the sample gas chamber 2, and the corrugated portion 43 contracts while the plunger 42 returns to the sample gas chamber. The sample gas in the 32 is discharged through the sample gas inlet pipe (31). By limiting the movement distance of the plunger 42, a fixed amount of sample gas can be collected, and a fixed amount of sample gas can be discharged. While the sample gas is introduced into and discharged from the sample gas chamber 3 , the sample gas is adsorbed to the electrochemical reaction cell of the sensing unit 5 disposed in the sample gas chamber 3 . An electric signal is output from the electrochemical reaction cell by the adsorbed sample gas.

제어기(6)는 흡입펌프(4)를 작동시키기 위한 제어 신호를 흡입펌프(4)에 전달하는 역할을 한다. 또한, 제어기(6)는 감지부(5)로부터 수신한 전기 신호 값에 따라서 혈중 알코올 농도 값을 연산하는 역할을 한다. The controller 6 serves to transmit a control signal for operating the suction pump 4 to the suction pump 4 . In addition, the controller 6 serves to calculate the blood alcohol concentration value according to the electric signal value received from the sensing unit 5 .

도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(6)는 제1 증폭부(61), 제2 증폭부(62), 제1 적분부(63), 제2 적분부(64), 비교부(65), 메모리(66), 연산부(67) 및 확인부(68)를 포함한다. 도시하지 않았으나, 제어기(6)는 흡입펌프(4)를 제어하기 위한 제어 신호 생성부와 제어 신호 송신부를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the controller 6 includes a first amplifying unit 61 , a second amplifying unit 62 , a first integrator 63 , a second integrator 64 , and a comparator 65 . , a memory 66 , an arithmetic unit 67 , and a check unit 68 . Although not shown, the controller 6 may further include a control signal generator and a control signal transmitter for controlling the suction pump 4 .

제1 증폭부(61)는 감지부(5)에서 출력되는 전기 신호를 미리 정해진 A배로 증폭하는 역할을 한다. 감지부(5)에서 출력되는 전기 신호는 매우 작기 때문에 증폭하여 사용한다. 제1 증폭부(61)는 연산 증폭기(OP-AMP)일 수 있다. A 값은 예를 들어, 1800일 수 있다.The first amplifying unit 61 serves to amplify the electric signal output from the sensing unit 5 by a predetermined A-fold. Since the electric signal output from the sensing unit 5 is very small, it is amplified and used. The first amplifier 61 may be an operational amplifier (OP-AMP). A value may be, for example, 1800.

제2 증폭부(62)는 감지부(5)에서 출력되는 전기 신호를 미리 정해진 B배로 증폭하는 역할을 한다. 제2 증폭부(62)는 제1 증폭부(61)와 마찬가지로 연산 증폭기(OP-AMP)일 수 있다. B 값은 A 값에 비해서 큰 값이다. 예를 들어, B 값은 6000일 수 있다.The second amplifying unit 62 serves to amplify the electric signal output from the sensing unit 5 by a predetermined B-fold. The second amplifying unit 62 may be an operational amplifier (OP-AMP) like the first amplifying unit 61 . The B value is larger than the A value. For example, the value of B may be 6000.

제1 적분부(63)는 제1 증폭기(61)에서 증폭된 전기 신호의 시간에 따른 적분 값인 제1 적분 값(IA)을 획득하는 역할을 한다.The first integrator 63 serves to acquire a first integral value I A that is an integral value according to time of the electric signal amplified by the first amplifier 61 .

제2 적분부(64)는 제2 증폭기(62)에서 증폭된 전기 신호의 시간에 따른 적분 값인 제2 적분 값(IB)을 획득하는 역할을 한다.The second integrator 64 serves to obtain a second integral value I B that is an integral value of the electrical signal amplified by the second amplifier 62 according to time.

제1 적분 값(IA)과 제2 적분 값(IB)은 감지부(5)의 감지 전극에 흡착되어 분해된 알코올의 양에 비례하므로, 이를 이용해 혈중 알코올 농도를 알 수 있다.Since the first integral value I A and the second integral value I B are proportional to the amount of alcohol adsorbed and decomposed by the sensing electrode of the sensing unit 5 , the blood alcohol concentration can be determined using them.

비교부(65)는 제1 적분 값(IA)을 미리 정해진 최소 한계 값(VL)과 비교하고, 제2 적분 값(IB)을 미리 정해진 최대 한계 값(VH)과 비교하는 역할을 한다. The comparator 65 compares the first integral value I A with a predetermined minimum limit value V L , and compares the second integral value I B with a predetermined maximum limit value V H . do

적분 값이 최대 한계 값(VH)을 초과하면 제어기(6)에서 처리할 수 있는 신호의 최대치에 도달하기 때문에 정확하게 측정할 수 없다. 그리고 적분 값이 최소 한계 값(VL) 미만이어도 정확한 측정이 어렵다.If the integral value exceeds the maximum limit value V H , it cannot be accurately measured because the maximum value of the signal that can be processed by the controller 6 is reached. And even if the integral value is less than the minimum limit value (V L ), accurate measurement is difficult.

연산부(67)는 제1 적분 값(IA)과 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산하는 역할을 한다. 비교부(65)에서 제2 적분 값(IB)이 최대 한계 값(VH)을 초과하는 것으로 판단되면, 제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산한다. 제2 적분 값(IB)이 최대 한계 값(VH)을 초과하였다는 것은 시료가스의 알코올 농도가 높다는 것을 나타내므로, 감지부(5)의 전기 신호를 크게 증폭하지 않고 얻은 제1 적분 값(IA)을 이용하여도 알코올 농도를 정확하게 계산할 수 있다.The calculator 67 serves to calculate the alcohol concentration using the first integral value I A and the second integral value I B . When the comparison unit 65 determines that the second integral value I B exceeds the maximum limit value V H , the alcohol concentration is calculated using the first integral value I A . Since the second integral value I B exceeds the maximum limit value V H indicates that the alcohol concentration of the sample gas is high, the first integral value obtained without greatly amplifying the electrical signal of the sensing unit 5 . (I A ) can also be used to accurately calculate the alcohol concentration.

그리고 비교부(65)에서 제1 적분 값(IA)이 최소 한계 값(VL) 미만인 것으로 판단되면, 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산한다. 제1 적분 값(IA)이 최소 한계 값(VL) 미만이라는 것은 시료가스의 알코올 농도가 매우 낮다는 것을 나타내므로, 감지부(5)의 전기 신호를 크게 증폭하여 얻은 제2 적분 값(IB)을 이용하여야 알코올 농도를 정확하게 계산할 수 있다.And when it is determined in the comparison unit 65 that the first integral value I A is less than the minimum limit value V L , the alcohol concentration is calculated using the second integral value I B . Since the first integral value (I A ) is less than the minimum limit value (V L ) indicates that the alcohol concentration of the sample gas is very low, the second integral value ( I B ) can be used to accurately calculate the alcohol concentration.

연산부(67)는 제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 제1 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산한다. 그리고 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 제2 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산한다.When calculating the alcohol concentration using the first integral value I A , the calculator 67 calculates the blood alcohol concentration based on the first reference value. And when the alcohol concentration is calculated using the second integral value I B , the blood alcohol concentration is calculated based on the second reference value.

제1 기준 값과 제2 기준 값은 제조된 음주측정기의 교정 과정에서 획득되는 기준 값이다. 제1 기준 값은 제1 표준 가스에 의한 감지부(5)의 전기 신호를 제1 증폭기(61)를 이용하여 증폭하고, 제1 적분기(63)를 이용하여 적분하여 획득한 감지부(6)의 고유 교정 값이다. 제1 표준 가스는 알코올 농도가 낮은 표준 가스일 수 있다. 예를 들어, 제1 표준 가스는 0.01BAC%(Blood-alcohol concentration %, 혈중 알코올 농도)에 대응하는 표준 가스일 수 있다.The first reference value and the second reference value are reference values obtained in the calibration process of the manufactured breathalyzer. The first reference value is obtained by amplifying the electric signal of the sensing unit 5 by the first standard gas using the first amplifier 61 and integrating it using the first integrator 63 . is the intrinsic calibration value of The first standard gas may be a standard gas having a low alcohol concentration. For example, the first standard gas may be a standard gas corresponding to 0.01BAC% (blood-alcohol concentration %, blood alcohol concentration).

제2 기준 값은 제2 표준 가스에 의한 감지부(5)의 전기 신호를 제2 증폭기(62)를 이용하여 증폭하고, 제2 적분기(64)를 이용하여 적분하여 획득한 감지부(6)의 고유 교정 값이다. 제2 표준 가스는 알코올 농도가 높은 표준 가스일 수 있다. 예를 들어, 제2 표준 가스는 0.05BAC%에 대응하는 표준 가스일 수 있다.The second reference value is obtained by amplifying the electric signal of the sensing unit 5 by the second standard gas using the second amplifier 62 and integrating it using the second integrator 64 . is the intrinsic calibration value of The second standard gas may be a standard gas having a high alcohol concentration. For example, the second standard gas may be a standard gas corresponding to 0.05BAC%.

또한, 제1 표준 가스와 제2 표준 가스로 동일한 가스를 사용할 수도 있다. 두 가지 증폭에 대해서 모두 유효한 신호가 나올 수 있도록, 적절한 한 가지 농도. 예를 들어, 0.03BAC%에 대응하는 가스를 제1 표준 가스와 제2 표준 가스로 사용할 수도 있다.Also, the same gas may be used as the first standard gas and the second standard gas. One appropriate concentration to give a valid signal for both amplifications. For example, a gas corresponding to 0.03BAC% may be used as the first standard gas and the second standard gas.

제1 기준 값과 제2 기준 값은 메모리(66)에 저장되어 있다. 메모리(66)는 예를 들어, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, E2PROM)과 같은 비휘발성 메모리일 수 있다.The first reference value and the second reference value are stored in the memory 66 . The memory 66 may be, for example, a non-volatile memory such as an Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (E2PROM).

연산부(67)는 감지부(5)로부터 수신한 전기 신호 값을 시간에 따라서 적분한 값을 메모리(64)에 저장된 제1 기준 값 또는 제2 기준 값과 비교하여 혈중 알코올 농도를 연산한다.The calculating unit 67 calculates the blood alcohol concentration by comparing the time-integrated value of the electrical signal value received from the sensing unit 5 with the first reference value or the second reference value stored in the memory 64 .

제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 제1 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산하고, 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 제2 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산한다.When the alcohol concentration is calculated using the first integral value I A , the blood alcohol concentration is calculated based on the first reference value, and when the alcohol concentration is calculated using the second integral value I B , the second reference value Calculate the blood alcohol concentration based on

예를 들어, 0.05BAC%에 대응하는 표준 가스를 이용하여 획득된 제2 기준 값이 a 이고, 제2 적분 값(IB)이 0.5a 일 경우, 혈중 알코올 농도는 0.5×0.05BAC%인 0.025BAC%로 계산될 수 있다.For example, if the second reference value obtained using the standard gas corresponding to 0.05BAC% is a and the second integral value I B is 0.5a, the blood alcohol concentration is 0.025 which is 0.5×0.05BAC% It can be calculated as BAC%.

같은 방법으로, 0.01BAC%에 대응하는 표준 가스를 이용하여 획득된 제1 기준 값이 b 이고, 제1 적분 값(IA)이 0.5b 일 경우, 혈중 알코올 농도는 0.5×0.01BAC%인 0.005BAC%로 계산될 수 있다.In the same way, when the first reference value obtained using the standard gas corresponding to 0.01BAC% is b and the first integral value I A is 0.5b, the blood alcohol concentration is 0.005 which is 0.5×0.01BAC% It can be calculated as BAC%.

연산부(67)에서 연산된 혈중 알코올 농도 값은 표시부(7)에 표시된다.The blood alcohol concentration value calculated by the calculation unit 67 is displayed on the display unit 7 .

확인부(68)는 제어기(6)의 신뢰도를 확인하는 역할을 한다. The confirmation unit 68 serves to confirm the reliability of the controller 6 .

확인부(68)는 혈중알코올 농도가 아주 높거나 낮지 않아서, 제2 적분 값(IB)이 최대 한계 값(VH) 이하이며, 제1 적분 값(IA)이 최소 한계 값(VL) 이상일 경우에, 제1 적분 값(IA)과 제2 적분 값(IB)을 이용하여 각각 계산된 두 개의 알코올 농도 값을 비교한다. The confirmation unit 68 determines that the blood alcohol concentration is not very high or low, so that the second integral value I B is less than or equal to the maximum limit value V H , and the first integral value I A is the minimum limit value V L ) or more, compare the two alcohol concentration values calculated using the first integral value I A and the second integral value I B .

그리고 이를 기초로 제어기(6)의 신뢰도를 확인한다. 예를 들어, 두 개의 알코올 농도 값이 10% 이상 차이 난다면, 제어기(6)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.And based on this, the reliability of the controller 6 is checked. For example, if the two alcohol concentration values differ by 10% or more, it may be determined that there is an abnormality in the controller 6 .

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.The embodiments described above are merely illustrative of preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and those skilled in the art within the technical spirit and claims of the present invention It should be understood that various changes, modifications or substitutions will be possible, and such embodiments fall within the scope of the present invention.

1: 불대
2: 날숨 통로
3: 시료가스챔버
31: 시료가스유입관
34: 연결관
4: 흡입 펌프
5: 감지부
6: 제어기
7: 표시부1: fire
2: exhalation passage
3: Sample gas chamber
31: sample gas inlet pipe
34: connector
4: suction pump
5: Detector
6: Controller
7: Display

Claims (5)

날숨이 흐르는 시료가스챔버와, 상기 시료가스챔버의 내부에 배치되며 상기 날숨에 포함된 알코올 농도에 따른 전기 신호를 출력하는 감지부와, 상기 감지부로부터 상기 전기 신호를 수신하는 제어기를 포함하는 음주측정기에 있어서,
상기 제어기는,
상기 전기 신호를 미리 정해진 A배로 증폭하는 제1 증폭부와,
상기 전기 신호를 미리 정해진 B배로 증폭하며, 상기 B 값은 상기 A 값보다 큰 제2 증폭부와,
상기 제1 증폭기에서 증폭된 상기 전기 신호의 시간에 따른 적분 값인 제1 적분 값(IA)을 획득하는 제1 적분부와,
상기 제2 증폭기에서 증폭된 상기 전기 신호의 시간에 따른 적분 값인 제2 적분 값(IB)을 획득하는 제2 적분부와,
상기 제1 적분 값(IA)을 미리 정해진 최소 한계 값(VL)과 비교하고, 상기 제2 적분 값(IB)을 미리 정해진 최대 한계 값(VH)과 비교하는 비교부와,
상기 비교부에서 상기 제2 적분 값(IB)이 최대 한계 값(VH)을 초과하는 것으로 판단되면, 상기 제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산하고, 상기 비교부에서 상기 제1 적분 값(IB)이 최소 한계 값(VL) 미만인 것으로 판단되면, 상기 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음주측정기.Drinking comprising: a sample gas chamber through which exhalation flows; a detection unit disposed inside the sample gas chamber and outputting an electrical signal according to the alcohol concentration contained in the exhalation; and a controller receiving the electrical signal from the detection unit In the measuring instrument,
The controller is
a first amplifying unit amplifying the electrical signal by a predetermined A times;
a second amplifying unit amplifying the electrical signal by a predetermined B times, wherein the B value is greater than the A value;
a first integrator for obtaining a first integral value (I A ) that is an integral value over time of the electrical signal amplified by the first amplifier;
a second integrator for obtaining a second integral value (I B ) that is an integral value according to time of the electrical signal amplified by the second amplifier;
a comparison unit for comparing the first integral value I A with a predetermined minimum limit value V L and comparing the second integral value I B with a predetermined maximum limit value V H ;
If it is determined in the comparison unit that the second integral value I B exceeds the maximum limit value V H , the alcohol concentration is calculated using the first integral value I A , and in the comparison unit When it is determined that the first integral value (I B ) is less than the minimum limit value (V L ), the second integral value (I B ) Breathalyzer comprising a calculator for calculating the alcohol concentration. 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제2 적분 값(IB)이 상기 최대 한계 값(VH) 이하이며, 상기 제1 적분 값(IA)이 상기 최소 한계 값(VL) 이상이면, 상기 제1 적분 값(IA)과 상기 제2 적분 값(IB)을 이용하여 각각 계산된 두 개의 알코올 농도 값을 비교하여 상기 제어기의 신뢰도를 확인하는 확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음주측정기.According to claim 1,
The controller is
If the second integral value I B is less than or equal to the maximum limit value V H , and the first integral value I A is greater than or equal to the minimum limit value V L , the first integral value I A ) and the second integral value (I B ) Breathalyzer, characterized in that it further comprises a confirmation unit for confirming the reliability of the controller by comparing the two calculated alcohol concentration values, respectively. 제1항에 있어서,
상기 제어기는,
제1 표준 가스에 의한 상기 감지부의 전기 신호를 상기 제1 증폭기를 이용하여 증폭하고, 상기 제1 적분기를 이용하여 적분하여 획득한 제1 기준 값과, 제2 표준 가스에 의한 상기 감지부의 전기 신호를 상기 제2 증폭기를 이용하여 증폭하고, 상기 제2 적분기를 이용하여 적분하여 획득한 제2 기준 값이 저장된 메모리를 포함하며,
상기 연산부는,
상기 제1 적분 값(IA)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 상기 제1 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산하고, 상기 제2 적분 값(IB)을 이용하여 알코올 농도를 계산할 때에는 상기 제2 기준 값에 근거하여 혈중 알코올 농도를 연산하는 것을 특징으로 하는 음주측정기.According to claim 1,
The controller is
A first reference value obtained by amplifying the electric signal of the sensing unit by the first standard gas using the first amplifier and integrating using the first integrator, and the electric signal of the sensing unit by the second standard gas and a memory in which a second reference value obtained by amplifying by using the second amplifier and integrating using the second integrator is stored,
The calculation unit,
When calculating the alcohol concentration using the first integral value I A , the blood alcohol concentration is calculated based on the first reference value, and when calculating the alcohol concentration using the second integral value I B , the above A breathalyzer, characterized in that for calculating the blood alcohol concentration based on the second reference value. 제3항에 있어서,
상기 제1 표준 가스와 상기 제2 표준 가스는 동일한 가스인 것을 특징으로 하는 음주측정기.4. The method of claim 3,
The first standard gas and the second standard gas are breathalyzer, characterized in that the same gas. 제3항에 있어서,
상기 제1 표준 가스는 상기 제2 표준 가스에 비해서 알코올 농도가 낮은 가스인 것을 특징으로 하는 음주측정기.4. The method of claim 3,
The first standard gas is a breathalyzer, characterized in that the gas has a lower alcohol concentration than the second standard gas.
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