RU112434U1 - DEVICE FOR DETERMINING ALCOHOL CONCENTRATION IN EXPRESSED AIR - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING ALCOHOL CONCENTRATION IN EXPRESSED AIR Download PDFInfo
- Publication number
- RU112434U1 RU112434U1 RU2011140597/15U RU2011140597U RU112434U1 RU 112434 U1 RU112434 U1 RU 112434U1 RU 2011140597/15 U RU2011140597/15 U RU 2011140597/15U RU 2011140597 U RU2011140597 U RU 2011140597U RU 112434 U1 RU112434 U1 RU 112434U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- measurement
- sensor
- input
- control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
1. Устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее корпус, мундштук, датчик давления, датчик паров алкоголя, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и обработки измерений, блок отображения информации, блок определения координат и принтер, отличающееся тем, что оно снабжено каналом забора воздушной пробы, в котором установлены узел забора воздушной пробы и упомянутый датчик паров алкоголя, преобразователем «ток-напряжение», каналом измерения давления, в котором установлен упомянутый датчик давления, усилителем, датчиком температуры, коммутатором аналоговых сигналов, дополнительным аналого-цифровым преобразователем, блоком ввода информации оператором, блоком определения текущей даты и времени, блоком связи с персональным компьютером и блоком хранения информации, а мундштук выполнен в виде трубки с двумя отверстиями на базовой поверхности с возможностью их соединения посредством штуцеров соответственно с датчиком давления и датчиком паров алкоголя, причем датчик давления соединен с первым входом коммутатора аналоговых сигналов через расположенный между ними усилитель, датчик температуры соединен со вторым входом коммутатора аналоговых сигналов, а выход коммутатора аналоговых сигналов соединен с первым входом блока управления и обработки измерений через расположенный между ними аналого-цифровой преобразователь, при этом блок управления и обработки измерений первым выходом соединен с третьим входом коммутатора аналоговых сигналов, вторым выходом - с узлом забора воздушной пробы, а с блоком отображения информации - третьим выходом, причем датчик паров � 1. A device for determining the concentration of alcohol in the exhaled air, containing a housing, a mouthpiece, a pressure sensor, an alcohol vapor sensor, an analog-to-digital converter, a control and measurement processing unit, an information display unit, a coordinate determination unit and a printer, characterized in that it is equipped with an air sampling channel, in which an air sampling unit and said alcohol vapor sensor are installed, a current-voltage converter, a pressure measurement channel in which said pressure sensor is installed, an amplifier, a temperature sensor, an analog signal switch, an additional analog-to-digital converter , an information input unit by an operator, a unit for determining the current date and time, a communication unit with a personal computer and an information storage unit, and the mouthpiece is made in the form of a tube with two holes on the base surface with the possibility of connecting them by means of fittings to a pressure sensor and an alcohol vapor sensor, respectively For, moreover, the pressure sensor is connected to the first input of the analog signal switch through an amplifier located between them, the temperature sensor is connected to the second input of the analog signal switch, and the output of the analog signal switch is connected to the first input of the control and measurement processing unit through an analog-to-digital converter located between them , while the control and measurement processing unit is connected by the first output to the third input of the analog signal switch, the second output to the air sample intake unit, and to the information display unit - to the third output, and the vapor sensor �
Description
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к устройствам для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, предназначенным для использования, в том числе, и в дорожно-полевых условиях.The utility model relates to medical equipment, namely, devices for determining the concentration of alcohol in exhaled air, intended for use, including in road and field conditions.
Из авторского свидетельства СССР №769428, опубл. 07.10.1980, известен прибор для определения количества алкоголя в воздухе, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, соединенную с нижней частью корпуса и установленную по ее оси барботажную трубку с оттянутым концом, поглотительную пробирку, надетую на барботажную трубку, патрубок ввода анализируемого воздуха, соединенный с верхней частью корпуса, и патрубок отвода паров. Прибор снабжен горизонтальной перегородкой с образованием верхней и нижней камер, обратным клапаном, установленным в патрубке ввода анализируемого воздуха, и спиральной трубкой, соединяющей обратный клапан с барботажной трубкой, закрепленной в перегородке, а патрубок отвода паров подсоединен к нижней камере.From the author's certificate of the USSR No. 769428, publ. 10/07/1980, a device for determining the amount of alcohol in the air is known, comprising a vertical cylindrical body connected to the lower part of the body and a bubbler tube with a drawn end installed along its axis, an absorption tube worn on a bubbler tube, a test air inlet pipe connected to the upper part of the body, and the branch pipe exhaust. The device is equipped with a horizontal partition with the formation of the upper and lower chambers, a non-return valve installed in the inlet of the analyzed air and a spiral pipe connecting the non-return valve with a bubbler pipe fixed in the partition, and the vapor outlet is connected to the lower chamber.
Известно также устройство для обнаружения паров этилового спирта в выдыхаемом воздухе, содержащее герметичную стеклянную капсулу удлиненной формы и размещенный внутри капсулы порошкообразный реагент, выполненный с возможностью изменения его цвета при химическом взаимодействии с парами этилового спирта. Устройство снабжено трубкой из эластичного материала, внутри которой установлена стеклянная капсула, и двумя заглушками из проницаемого для воздушного потока материала, причем длина трубки из эластичного материала превышает длину стеклянной капсулы, а заглушки установлены внутри трубки из эластичного материала с двух сторон от стеклянной капсулы (полезная модель РФ №91629 U1, опубл. 20.02.2010).A device is also known for detecting ethyl alcohol vapors in exhaled air, containing an elongated sealed glass capsule and a powdery reagent placed inside the capsule, which is capable of changing its color during chemical interaction with ethyl alcohol vapors. The device is equipped with a tube of elastic material, inside which a glass capsule is installed, and two plugs of material that is permeable to air flow, the length of the tube of elastic material exceeding the length of the glass capsule, and the plugs installed inside the tube of elastic material on both sides of the glass capsule (useful RF model No. 91629 U1, publ. 02.20.2010).
Известным является устройство для определения алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее канал забора воздушной пробы, датчик давления, датчик паров алкоголя, аналого-цифровой преобразователь, встроенный персональный компьютер, блок отображения информации и внутренний принтер (заявка США №20090205407, опубл. 20.08.2009).A known device for determining alcohol in exhaled air, containing an air sampling channel, a pressure sensor, an alcohol vapor sensor, an analog-to-digital converter, a built-in personal computer, an information display unit and an internal printer (US application No. 20090205407, published on 08.20.2009) .
Из полезной модели РФ №93158 U1, опубл. 20.04.2010, известно устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, включающее корпус, размещенные в канале забора воздушной пробы датчик давления и датчик паров алкоголя, а также содержащее аналогово-цифровой преобразователь, блок управления и обработки измерений и блок отображения информации. Выход датчика давления и выход датчика паров алкоголя соединены соответственно с первым и вторым входами аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока управления и обработки измерений, первый выход которого соединен со входом блока отображения информации. Кроме того, устройство содержит встроенный блок для передачи цифровых данных по радиоканалу (GPRS модем типа Siemens MC 55/56), вход которого соединен со вторым выходом блока управления и обработки измерений.From the utility model of the Russian Federation No. 93158 U1, publ. 04/20/2010, there is a device for determining the concentration of alcohol in exhaled air, including a housing, a pressure sensor and an alcohol vapor sensor located in the intake channel of the air sample, as well as an analog-to-digital converter, a measurement control and processing unit, and an information display unit. The output of the pressure sensor and the output of the alcohol vapor sensor are connected respectively to the first and second inputs of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the first input of the control and measurement processing unit, the first output of which is connected to the input of the information display unit. In addition, the device contains an integrated unit for transmitting digital data over the air (GPRS modem type Siemens MC 55/56), the input of which is connected to the second output of the control unit and measurement processing.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предложенной полезной модели является устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, известное из полезной модели РФ №93541 U1, опубл. 27.04.2010. Известное устройство включает мундштук, корпус, размещенные в канале забора воздушной пробы датчик давления и датчик паров алкоголя, а также содержит аналогово-цифровой преобразователь, блок управления и обработки измерений и блок отображения информации. Выход датчика давления и выход датчика паров алкоголя соединены соответственно с первым и вторым входами аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока управления и обработки измерений, первый выход которого соединен со входом блока отображения информации. Кроме того, устройство содержит принтер, вход которого соединен со вторым выходом блока управления и обработки измерений, и приемник системы определения координат.The closest analogue in technical essence to the proposed utility model is a device for determining the concentration of alcohol in exhaled air, known from the utility model of the Russian Federation No. 93541 U1, publ. 04/27/2010. The known device includes a mouthpiece, a housing, a pressure sensor and an alcohol vapor sensor located in the air sampling channel, and also contains an analog-to-digital converter, a measurement control and processing unit, and an information display unit. The output of the pressure sensor and the output of the alcohol vapor sensor are connected respectively to the first and second inputs of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the first input of the control and measurement processing unit, the first output of which is connected to the input of the information display unit. In addition, the device comprises a printer, the input of which is connected to the second output of the control and measurement processing unit, and a receiver of the coordinate determination system.
Недостатки всех известных вышеупомянутых технических решений заключаются в том, что они не обеспечивают необходимую точность измерений алкоголя в выдыхаемом воздухе, особенно в области малых концентраций, в широком диапазоне температур окружающей среды, не обеспечивают отбор пробы выдыхаемого воздуха из глубины легких обследуемого, что снижает достоверность полученных результатов измерения концентрации алкоголя. Кроме того, в указанных технических решениях не предусмотрено введение оператором необходимых для правильной работы устройства настроек и необходимых для правильного атрибутирования результатов данных, не обеспечивается также сохранение протоколов измерения и просмотр сохраненных протоколов.The disadvantages of all the known above-mentioned technical solutions are that they do not provide the necessary accuracy of measuring alcohol in exhaled air, especially in the field of low concentrations, in a wide range of ambient temperatures, do not provide a sampling of exhaled air from the depths of the lungs of the subject, which reduces the reliability of the obtained alcohol concentration measurement results. In addition, the indicated technical solutions do not provide for the operator to introduce the settings necessary for the correct operation of the device and the data necessary for the correct attribution of the data, and it is also not possible to save the measurement protocols and view the saved protocols.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является устранение указанных недостатков.The technical problem, the solution of which is claimed by the claimed utility model, is the elimination of these disadvantages.
Техническим результатом, который обеспечивается заявленной полезной моделью, является повышение точности измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе в широком диапазоне температур окружающей среды и повышение достоверности измерения за счет отбора пробы выдыхаемого воздуха, наиболее близкой к воздуху в глубине легких обследуемого, и обеспечения предварительного анализа окружающей среды и воздуховода (мундштука) на отсутствие паров алкоголя.The technical result, which is provided by the claimed utility model, is to increase the accuracy of measuring the concentration of alcohol in exhaled air in a wide range of ambient temperatures and to increase the reliability of measurement by taking a sample of exhaled air closest to the air deep in the lungs of the subject, and providing a preliminary analysis of the environment and duct (mouthpiece) for the absence of alcohol vapor.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее корпус, мундштук, датчик давления, датчик паров алкоголя, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и обработки измерений, блок отображения информации, блок определения координат и принтер, дополнительно снабжено каналом забора воздушной пробы, в котором установлены узел забора воздушной пробы и упомянутый датчик паров алкоголя, преобразователем «ток-напряжение», каналом измерения давления, в котором установлен упомянутый датчик давления, усилителем, датчиком температуры, коммутатором аналоговых сигналов, дополнительным аналого-цифровым преобразователем, при этом также содержит блок ввода информации оператором, блок определения текущей даты и времени, блок связи с персональным компьютером и блок хранения информации, а мундштук выполнен в виде трубки с двумя отверстиями на базовой поверхности с возможностью их соединения посредством штуцеров соответственно с датчиком давления и датчиком паров алкоголя, при этом датчик давления соединен с первым входом коммутатора аналоговых сигналов через расположенный между ними усилитель, датчик температуры соединен со вторым входом коммутатора аналоговых сигналов, а выход упомянутого коммутатора соединен с первым входом блока управления и обработки измерений через расположенный между ними аналого-цифровой преобразователь, при этом блок управления и обработки измерений первым выходом соединен с третьим входом коммутатора аналоговых сигналов, вторым выходом - с узлом забора воздушной пробы, а третьим выходом - с блоком отображения информации, причем датчик паров алкоголя соединен с блоком управления и обработки измерений через последовательно расположенные между ними преобразователь «ток-напряжение» и дополнительный аналого-цифровой преобразователь, а блок управления и обработки измерений соединен двусторонними связями соответственно с блоком хранения информации, блоком определения текущей даты и времени, блоком связи с персональным компьютером, блоком определения координат и принтером.The specified technical result is ensured by the fact that a device for determining the concentration of alcohol in exhaled air, comprising a housing, a mouthpiece, a pressure sensor, an alcohol vapor sensor, an analog-to-digital converter, a measurement control and processing unit, an information display unit, a coordinate determination unit, and a printer, additionally equipped with an air sample intake channel, in which an air sample collection unit and said alcohol vapor sensor are installed, a current-voltage converter, a pressure measurement channel I, in which the aforementioned pressure sensor is installed, an amplifier, a temperature sensor, an analog signal switch, an additional analog-to-digital converter, it also contains an operator information input unit, a unit for determining the current date and time, a communication unit with a personal computer, and an information storage unit, and the mouthpiece is made in the form of a tube with two holes on the base surface with the possibility of their connection through fittings, respectively, with a pressure sensor and a sensor of alcohol vapor, while the sensor the pressure is connected to the first input of the analog signal switch through an amplifier located between them, the temperature sensor is connected to the second input of the analog signal switch, and the output of the said switch is connected to the first input of the control and measurement unit through an analog-to-digital converter located between them, while the control unit and processing the measurements, the first output is connected to the third input of the analog signal switch, the second output to the sampling unit, and the third output to an information display unit, wherein the alcohol vapor sensor is connected to the control and measurement unit through a current-voltage converter and an additional analog-to-digital converter, and the measurement control and processing unit is connected by two-way communication with the information storage unit, the determination unit current date and time, a communication unit with a personal computer, a coordinate determination unit and a printer.
Устройство также может дополнительно содержать блок контроля наличия мундштука, вход которого соединен с мундштуком, а выход - с блоком управления и обработки измерений, а также карт-ридер для считывания и обмена информацией с внешними носителями, фото- или видеокамеру и блок для удаленной передачи данных, каждый из которых соединен двусторонней связью с блоком управления и обработки измерений. Кроме того, устройство может содержать блок контроля наличия мундштука, карт-ридер, фото- или видеокамеру и блок для удаленной передачи данных в различных комбинациях друг с другом.The device may also additionally contain a control unit for the presence of the mouthpiece, the input of which is connected to the mouthpiece, and the output to the control and measurement unit, as well as a card reader for reading and exchanging information with external media, a photo or video camera and a unit for remote data transmission , each of which is connected by two-way communication with the control unit and measurement processing. In addition, the device may include a unit for monitoring the presence of the mouthpiece, a card reader, a photo or video camera, and a unit for remote data transmission in various combinations with each other.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображены варианты структурно-функциональной схемы устройства для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе:The utility model is illustrated by drawings, which depict variants of the structural-functional diagram of a device for determining the concentration of alcohol in exhaled air:
на фиг.1 - в соответствии с п.1 формулы (форма мундштука показана условно);figure 1 - in accordance with claim 1 of the formula (the shape of the mouthpiece is shown conditionally);
на фиг.2 - в соответствии с п.2 формулы;figure 2 - in accordance with claim 2 of the formula;
на фиг.3 - в соответствии с п.3 формулы;figure 3 - in accordance with paragraph 3 of the formula;
на фиг.4 - в соответствии с п.4 формулы;figure 4 - in accordance with paragraph 4 of the formula;
на фиг.5 - в соответствии с п.5 формулы;figure 5 - in accordance with paragraph 5 of the formula;
на фиг.6 - в соответствии с вариантом по п.3 формулы;figure 6 - in accordance with the variant according to claim 3 of the formula;
на фиг.7 - в соответствии с вариантом по п.4 формулы;figure 7 - in accordance with the variant according to claim 4 of the formula;
на фиг.8 - в соответствии с вариантом по п.5 формулы;on Fig - in accordance with the variant according to claim 5 of the formula;
на фиг.9 - в соответствии с п.6 формулы;figure 9 - in accordance with paragraph 6 of the formula;
на фиг.10 - в соответствии с п.7 формулы;figure 10 - in accordance with paragraph 7 of the formula;
на фиг.11 - в соответствии с п.8 формулы;figure 11 - in accordance with paragraph 8 of the formula;
на фиг.12 - в соответствии с п.9 формулы;in Fig.12 - in accordance with paragraph 9 of the formula;
на фиг.13 - в соответствии с п.10 формулы;in Fig.13 - in accordance with paragraph 10 of the formula;
на фиг.14 - в соответствии с п.11 формулы;on Fig - in accordance with paragraph 11 of the formula;
на фиг.15 в соответствии с вариантом по п.12 формулы;on Fig in accordance with the variant of clause 12 of the formula;
на фиг.16 - в соответствии с вариантом по п.12 формулы.in Fig.16 - in accordance with the variant of clause 12 of the formula.
Устройство содержит корпус (на фиг. не показан), мундштук (воздуховод) 1, канал 2 измерения давления, в котором установлен датчик 3 давления (MPXV10G), датчик 4 температуры (микросхема ТС1047), канал 5 забора воздушной пробы, в котором установлены узел 6 забора воздушной пробы и датчик 7 паров алкоголя (Fuel Cell), усилитель 8 (на основе двух микросхем операционных усилителей МСР6001), преобразователь 9 «ток-напряжение» (микросхема MCP6V01), коммутатор 10 аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь и дополнительный аналого-цифровой преобразователь - 11 и 12 (микросхема ADS7822), блок 13 хранения информации (две микросхемы EEPROM AT45DB321D), блок 14 управления и обработки измерений (микроконтроллер PIC24FJ256GB110), блок 15 ввода информации оператором, блок 16 определения текущей даты и времени (микросхема часов реального времени PCF8563 с независимым источником питания - литиевой батарейкой типоразмера CR1220), блок 17 отображения информации (TTF-дисплей VT032C6C), блок 18 определения координат (GPS-приемник на основе модуля NEO-5Q), блок 19 связи с персональным компьютером (ПК) и встроенный принтер 20 (на основе печатающей головки SS2305).The device comprises a housing (not shown in FIG.), A mouthpiece (duct) 1, a pressure measuring channel 2 in which a pressure sensor 3 (MPXV10G) is installed, a temperature sensor 4 (a TC1047 chip), an air sampling channel 5 in which the assembly is installed 6 air sampling and sensor 7 vapors of alcohol (Fuel Cell), amplifier 8 (based on two chips of operational amplifiers MCP6001), converter 9 "current-voltage" (chip MCP6V01), switch 10 analog signals, analog-to-digital converter and additional analog -digital converter - 11 and 12 (ADS7822 chip), information storage unit 13 (two EEPROM AT45DB321D microchips), measurement control and processing unit 14 (PIC24FJ256GB110 microcontroller), operator information input unit 15, current date and time determination unit 16 (real-time clock chip PCF8563 with an independent power supply - lithium battery of CR1220 size), information display unit 17 (TTF-display VT032C6C), coordinate determination unit 18 (GPS receiver based on the NEO-5Q module), personal computer (PC) communication unit 19 and an integrated printer 20 (based on printhead SS2305).
Устройство также может содержать блок 21 контроля наличия мундштука, карт-ридер 22 для считывания и обмена информацией с внешними носителями, фото- или видеокамеру 23 и блок 24 для удаленной передачи данных.The device may also include a unit 21 for monitoring the presence of the mouthpiece, a card reader 22 for reading and exchanging information with external media, a photo or video camera 23, and a unit 24 for remote data transmission.
Мундштук 1 представляет собой воздуховод, выполненный в виде трубки с двумя отверстиями на базовой поверхности для подсоединения посредством штуцеров к датчику 3 давления в канале 2 измерения давления и к датчику 7 паров алкоголя в канале 5 забора воздушной пробы.The mouthpiece 1 is an air duct made in the form of a tube with two holes on the base surface for connection via fittings to a pressure sensor 3 in a pressure measuring channel 2 and to a sensor 7 of alcohol vapor in an air sampling channel 5.
Выход датчика 7 паров алкоголя соединен со вторым входом 2 блока 14 управления и обработки измерений через преобразователь 9 «ток-напряжение» и дополнительный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12.The output of the alcohol vapor sensor 7 is connected to the second input 2 of the control and measurement processing unit 14 through a current-voltage converter 9 and an additional analog-to-digital converter (ADC) 12.
Выход датчика 3 давления соединен с первым входом 1 коммутатора 10 аналоговых сигналов через усилитель 8. Выход датчика 4 температуры соединен со вторым входом 2 коммутатора 10 аналоговых сигналов. Выход коммутатора 10 аналоговых сигналов соединен с первым входом 1 блока 14 управления и обработки измерений через АЦП 11. Первый выход 1 блока 14 управления и обработки измерений соединен с третьим входом 3 коммутатора 10 аналоговых сигналов, второй выход 2 - с узлом 6 забора воздушной пробы, а третий выход - с блоком 17 отображения информации.The output of the pressure sensor 3 is connected to the first input 1 of the switch 10 of the analog signals through an amplifier 8. The output of the temperature sensor 4 is connected to the second input 2 of the switch 10 of the analog signals. The output of the analogue switch 10 is connected to the first input 1 of the control and measurement processing unit 14 through the ADC 11. The first output 1 of the measurement and control unit 14 is connected to the third input 3 of the analogue switch 10, the second output 2 to the sampling unit 6 of the air sample, and the third output with block 17 information display.
Блок 13 хранения информации, блок 16 определения текущей даты и времени, блок 18 определения координат, блок 19 связи с ПК и принтер 20 соединены с блоком 14 управления и обработки измерений двусторонними связями, соответственно, 4, 5, 6, 7 и 8.The information storage unit 13, the current date and time determination unit 16, the coordinate determination unit 18, the PC communication unit 19, and the printer 20 are connected to the measurement control and processing unit 14 by two-way communications, respectively, 4, 5, 6, 7, and 8.
Блок 15 ввода информации оператором соединен с третьим входом 3 блока 14 управления и обработки измерений, при этом карт-ридер 22 для считывания и обмена информацией с внешними носителями, фото- или видеокамера 23 и блок 24 для удаленной передачи данных соединены с блоком 14 управления и обработки измерений двусторонними связями 10, 11 и 12, соответственно, а блок 21 контроля наличия мундштука соединен с ним односторонней связью 9.An operator information input unit 15 is connected to the third input 3 of the measurement control and processing unit 14, while a card reader 22 for reading and exchanging information with external media, a photo or video camera 23 and a unit 24 for remote data transmission are connected to the control unit 14 and processing measurements with two-way connections 10, 11 and 12, respectively, and the unit 21 for monitoring the presence of the mouthpiece is connected to it by one-way communication 9.
Одноразовый мундштук имеет сложную форму внутренней поверхности, которая, с одной стороны, позволяет создать избыточное давление воздуха вблизи входного штуцера канала 2 измерения давления, с другой стороны, изменяет направление потока воздуха вблизи входного штуцера канала 5 забора воздушной пробы, за счет чего улучшается защита датчика 7 паров алкоголя от влаги и частиц слюны.The disposable mouthpiece has a complex shape of the inner surface, which, on the one hand, allows you to create excess air pressure near the inlet fitting of the pressure measuring channel 2, on the other hand, changes the direction of air flow near the inlet of the air sampling channel 5, thereby improving the protection of the sensor 7 vapors of alcohol from moisture and particles of saliva.
При выдохе воздуха в мундштук 1 датчик 3 давления преобразует давление воздуха в канале 2 измерения давления в электрический сигнал, пропорциональный давлению. Электрический сигнал с датчика 3 давления поступает на усилитель 8, далее усиленный сигнал поступает на вход 1 коммутатора 10 аналоговых сигналов, далее - на АЦП 11 и затем оцифрованный сигнал поступает на вход блока 14 управления и обработки измерений. На основании данных о давлении в воздушном канале 2 измерения давления блок 14 управления и обработки измерений формирует и передает управляющий сигнал для узла 6 забора воздушной пробы, обеспечивающий отбор пробы в определенный момент выдоха.When you exhale air into the mouthpiece 1, the pressure sensor 3 converts the air pressure in the pressure measurement channel 2 into an electrical signal proportional to the pressure. The electrical signal from the pressure sensor 3 is fed to an amplifier 8, then the amplified signal is fed to the input 1 of the switch 10 of the analog signals, then to the ADC 11, and then the digitized signal is fed to the input of the control and measurement processing unit 14. Based on the data on the pressure in the pressure measurement air channel 2, the measurement control and processing unit 14 generates and transmits a control signal for the air sampling unit 6, which ensures sampling at a certain moment of expiration.
Узел 6 забора воздушной пробы использует электромеханический принцип и управляется сигналами, поступающими с блока 14 управления и обработки измерений. Использование управляемого узла 6 забора воздушной пробы позволяет производить отбор дозированной пробы выдыхаемого воздуха из мундштука 1 в строго определенный момент выдоха и ее прокачивание через датчик 7 паров алкоголя, чем достигается повышение точности измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе и достоверности результатов измерения.The sampling unit 6 of the air sample uses the electromechanical principle and is controlled by signals from the control and measurement processing unit 14. Using the controlled node 6 of the intake of air samples allows you to take a metered sample of exhaled air from the mouthpiece 1 at a strictly defined moment of exhalation and pumping it through a sensor 7 of alcohol vapor, thereby improving the accuracy of measuring alcohol in exhaled air and the reliability of the measurement results.
Кроме того, использование управляемого узла 6 забора воздушной пробы дает возможность произвести принудительный отбор пробы воздуха из мундштука 1 по управляющему сигналу, сформированному блоком 14 управления и обработки измерений. Принудительный забор воздушной пробы используется, во-первых, при проведении предварительного анализа окружающей среды и воздуховода (мундштука) на отсутствие паров алкоголя, и, во-вторых, в ситуациях, когда обследуемое лицо не в состоянии поддерживать необходимые для автоматического отбора пробы параметры выдоха. Во втором случае управляющий сигнал формируется блоком 14 управления и обработки измерений в ответ на сигнал, поступивший с блока 15 ввода информации оператором.In addition, the use of a controlled unit 6 of the sampling of an air sample makes it possible to make a forced sampling of air from the mouthpiece 1 according to the control signal generated by the unit 14 of the control and processing of measurements. Forced sampling of an air sample is used, firstly, when conducting a preliminary analysis of the environment and the duct (mouthpiece) for the absence of alcohol vapor, and secondly, in situations where the person being examined is not able to maintain the exhalation parameters necessary for automatic sampling. In the second case, the control signal is generated by the unit 14 of the control and processing of measurements in response to a signal received from the information input unit 15 by the operator.
В устройстве используется датчик 7 паров алкоголя электрохимического типа. При заполнении камеры датчика 7 паров алкоголя отобранной пробой воздуха, содержащей пары алкоголя, в объеме датчика начинается электрохимическая окислительно-восстановительная реакция, и на выходе датчика формируется электрический сигнал. Пропорциональный концентрации алкоголя электрический сигнал с датчика 7 паров алкоголя поступает на преобразователь 9 «ток-напряжение», далее преобразованный сигнал напряжения поступает на дополнительный АЦП 12 и затем на вход блока 14 управления и обработки измерений.The device uses an electrochemical type 7 alcohol vapor sensor. When the sensor chamber of 7 alcohol vapors is filled with a sample of air containing alcohol vapors, an electrochemical redox reaction begins in the sensor volume, and an electrical signal is generated at the sensor output. Proportional to the concentration of alcohol, the electrical signal from the alcohol vapor sensor 7 is fed to a current-voltage converter 9, then the converted voltage signal is supplied to an additional ADC 12 and then to the input of the control and processing unit 14.
Использование имеющего малое сопротивление преобразователя 9 «ток-напряжение» на выходе датчика 7 паров алкоголя приводит к тому, что электроды датчика находятся практически в короткозамкнутом состоянии. Благодаря этому, во-первых, увеличивается скорость протекания окислительно-восстановительной реакции в объеме датчика, во-вторых, не требуется время на очистку датчика после измерения, чем обеспечивается повышение быстродействия устройства.The use of a low-resistance converter 9 "current-voltage" at the output of the sensor 7 of alcohol vapor leads to the fact that the electrodes of the sensor are almost in a short-circuited state. Due to this, firstly, the rate of the redox reaction in the sensor volume is increased, and secondly, it does not take time to clean the sensor after measurement, which improves the speed of the device.
Введение для оцифровки сигнала с датчика 7 паров алкоголя дополнительного АЦП 12 позволяет применить АЦП, использующий более высокую тактовую частоту и разрядность, что повышает точность измерений.The introduction of an additional ADC 12 for digitizing the signal from the sensor 7 of alcohol vapors 12 allows the use of an ADC using a higher clock frequency and bit depth, which increases the accuracy of measurements.
Датчик 4 температуры расположен в непосредственной близости к датчику 7 паров алкоголя. Он формирует электрический сигнал, который поступает на второй вход коммутатора 10 аналоговых сигналов, далее - на АЦП 11 и затем оцифрованный сигнал поступает на вход блока 14 управления и обработки измерений.The temperature sensor 4 is located in close proximity to the alcohol vapor sensor 7. It generates an electrical signal, which is fed to the second input of the analogue switch 10, then to the ADC 11, and then the digitized signal is fed to the input of the control and processing unit 14.
На основании полученных данных о температуре в непосредственной близости к датчику 7 паров алкоголя блок 14 управления и обработки измерений, во-первых, рассчитывает температурную поправку результата измерения, благодаря чему достигается расширение диапазона рабочих температур устройства, и, во-вторых, блокирует работу устройства для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, если значение температуры находится вне пределов диапазона рабочих температур устройства, благодаря чему достигается повышение достоверности результатов измерения.Based on the obtained data on the temperature in the immediate vicinity of the alcohol vapor sensor 7, the measurement control and processing unit 14, firstly, calculates the temperature correction of the measurement result, thereby expanding the operating temperature range of the device, and, secondly, blocking the operation of the device for determining the concentration of alcohol in exhaled air, if the temperature is outside the range of the operating temperature of the device, thereby achieving an increase in the reliability of the cut Ltat measurement.
Коммутатор 10 аналоговых сигналов, управляемый сигналами, формируемыми блоком 14 управления и обработки измерений, обеспечивает считывание аналоговых сигналов с датчика 3 давления и датчика 4 температуры в определенной последовательности, и, тем самым, своевременную передачу информации о давлении и температуре в блок 14 управления и обработки измерений, что повышает точность измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе в широком диапазоне температур окружающей среды.The analog signal switch 10, controlled by the signals generated by the measurement control and processing unit 14, provides the reading of the analog signals from the pressure sensor 3 and the temperature sensor 4 in a certain sequence, and thereby timely transmission of pressure and temperature information to the control and processing unit 14 measurements, which increases the accuracy of measuring the concentration of alcohol in exhaled air in a wide range of ambient temperatures.
Блок 16 определения текущей даты и времени обеспечивает определение даты и времени каждого измерения, поддержание текущей даты и времени и передачу соответствующих данных в блок 14 управления и обработки измерений для предъявления оператору при посредстве блока 17 отображения информации или, например, обеспечивает блокирование устройства при наступлении заданной даты.Block 16 determining the current date and time provides the determination of the date and time of each measurement, maintaining the current date and time and transmitting the corresponding data to the block 14 of the control and processing of measurements for presentation to the operator via the information display block 17 or, for example, provides blocking of the device when a specified dates.
Блок 18 определения координат обеспечивает прием сигналов систем позиционирования (например, GPS, ГЛОНАСС и др.), определение географических координат и передачу соответствующих данных в блок 14 управления и обработки измерений.The coordinate determination unit 18 provides reception of signals from positioning systems (for example, GPS, GLONASS, etc.), determination of geographic coordinates, and transmission of corresponding data to the control and measurement processing unit 14.
Блок 15 ввода информации оператором обеспечивает формирование сигналов, соответствующих командам оператора (переход в тот или иной режим, старт процедуры измерения, принудительный отбор пробы, выбор единиц измерения), или введение оператором данных (пользовательские настройки, коррекция даты и времени, данные об обследуемом лице и операторе) и их передачу в блок 14 управления и обработки измерений. Ввод информации оператором может быть выполнен с использованием кнопочной клавиатуры, сенсорного экрана или их сочетания. Благодаря применению блока 15 ввода информации оператором достигается возможность введения оператором необходимых для правильной работы устройства настроек и необходимых для правильного атрибутирования результата данных.The operator information input block 15 provides the generation of signals corresponding to the operator’s commands (switching to one mode or another, starting the measurement procedure, forced sampling, selection of measurement units), or entering data by the operator (user settings, date and time correction, data about the person being examined and the operator) and their transfer to the block 14 control and processing of measurements. The operator can enter information using a button keyboard, touch screen, or a combination thereof. Thanks to the use of the operator information input unit 15, it is possible for the operator to enter the settings necessary for the correct operation of the device and necessary for the correct attribution of the data result.
Блок 17 отображения информации обеспечивает предъявление оператору визуальной и звуковой информации на основе данных, получаемых с блока 14 управления и обработки измерений.The information display unit 17 provides visual and audio information to the operator based on data obtained from the control and measurement processing unit 14.
Блок 19 связи с ПК позволяет осуществлять подключение устройства к ПК для передачи информации о проведенных измерениях, а также для изменения настроек устройства. Связь этого блока с ПК может быть осуществлена любым проводным (например, USB, Ethernet и пр.) или беспроводным (например, Wi-Fi, WiMax, Bluetooth и пр.) способом.The PC communication unit 19 allows you to connect the device to a PC to transmit information about the measurements taken, as well as to change the settings of the device. The connection of this unit with a PC can be carried out in any wired (for example, USB, Ethernet, etc.) or wireless (for example, Wi-Fi, WiMax, Bluetooth, etc.) way.
Принтер 20 позволяет распечатать протокол измерения (как текущий, так и любой, сохраненный в блоке 13 хранения информации). Кроме того, он может быть выполнен как отдельный блок с проводной или беспроводной связью любого вида (например ИК, оптическая связь, радиосвязь и пр.) с блоком 14 управления и обработки измерений.The printer 20 allows you to print a measurement protocol (both current and any stored in the information storage unit 13). In addition, it can be performed as a separate unit with wired or wireless communication of any kind (for example, infrared, optical communication, radio communications, etc.) with a measurement control and processing unit 14.
Блок 14 управления и обработки измерений, получив сигналы с упомянутых датчиков 3, 4 и 7, осуществляет сбор данных, формирует на основании этих данных управляющие работой других блоков сигналы и вычисляет результат измерения паров алкоголя. Этот блок также получает из упомянутых блока 16, блока 18 и блока 15 необходимые данные о текущих дате и времени, географических координатах и данные об обследуемом лице и операторе. Затем он автоматически формирует результат измерения паров алкоголя в виде протокола, включающего вышеперечисленные данные, и передает его в блок 13 хранения информации. Блок 14 также обеспечивает передачу сохраненных в блоке 13 протоколов на принтер 20, или в блок 19 связи с ПК или в блок 17 отображения информации для ее дальнейшего предъявления оператору.The measurement control and processing unit 14, having received signals from the aforementioned sensors 3, 4 and 7, collects data, generates signals controlling the operation of other units based on these data, and calculates the result of the measurement of alcohol vapor. This block also receives from the said block 16, block 18 and block 15 the necessary data on the current date and time, geographical coordinates and data on the subject and the operator. Then it automatically generates the result of the measurement of alcohol vapor in the form of a protocol that includes the above data, and transmits it to the information storage unit 13. Block 14 also provides the transmission of the protocols stored in block 13 to the printer 20, or to the PC communication unit 19 or to the information display unit 17 for further presentation to the operator.
Блок 13 хранения информации сохраняет данные о необходимых настройках устройства: параметры выдоха, необходимые для автоматического отбора пробы, границы диапазона рабочих температур, единицы измерения концентрации, и кроме того, пользовательские настройки оператора и протоколы измерения концентрации паров алкоголя.The information storage unit 13 stores data on the necessary settings of the device: expiration parameters necessary for automatic sampling, boundaries of the operating temperature range, concentration unit, and in addition, user settings of the operator and protocols for measuring the concentration of alcohol vapor.
Узел 6 забора воздушной пробы обеспечивает в нужный момент времени по команде от блока 14 управления и обработки измерений забор необходимого объема выдыхаемого воздуха из одноразового мундштука и направления его в камеру датчика 7 паров алкоголя для анализа. После завершения анализа происходит выталкивание продуктов окислительно-восстановительной реакции из камеры датчика 7 обратно в воздуховод. Пробой воздуха в этом случае является не весь выдохнутый испытуемым воздух, а тот небольшой объем, который забран в камеру датчика 7, за счет чего повышается достоверность измерений концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе.The sampling unit 6 of the air sample provides at the right time by command from the control and measurement unit 14 the intake of the required volume of expired air from the disposable mouthpiece and its direction into the sensor chamber 7 of alcohol vapor for analysis. After the analysis is completed, the products of the redox reaction are pushed out of the sensor chamber 7 back into the duct. The breakdown of air in this case is not all the air exhaled by the test subject, but that small volume that is taken into the chamber of the sensor 7, thereby increasing the reliability of measuring the concentration of alcohol in the exhaled air.
Устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе работает следующим образом.A device for determining the concentration of alcohol in exhaled air works as follows.
Перед началом измерения оператор вставляет мундштук 1 в виде трубки с двумя отверстиями на базовой поверхности в соответствующее углубление в корпусе устройства, при этом отверстия посредством штуцеров соединяются с каналом 2 измерения давления и каналом 5 забора воздушной пробы, и, соответственно, с датчиком 3 давления и датчиком 7 паров алкоголя. С помощью блока 15 ввода информации оператор имеет возможность ввести необходимые для протоколирования измерения данные, которые будут сохранены в форме протокола измерения. С помощью блока 15 ввода информации оператор дает команду на запуск процедуры измерения. После этого автоматически производится контрольный забор пробы для предварительного анализа окружающей среды и воздуховода (мундштука) на отсутствие паров алкоголя. В случае присутствия паров алкоголя выводится соответствующее сообщение, и устройство не производит измерение. Если алкоголя в контрольной пробе нет, то выводится сообщение, предлагающее произвести измерение. Обследуемое лицо производит выдох через одноразовый мундштук. Если интенсивность и объем выдоха достаточны, происходит автоматический отбор пробы выдыхаемого воздуха и измерение концентрации паров алкоголя. Результат измерения предъявляется оператору, при этом протокол измерения сохраняется. Если интенсивность и объем выдоха недостаточны, автоматический отбор пробы выдыхаемого воздуха не производится, оператору предъявляется соответствующее сообщение. В этом случае оператор может прибегнуть к принудительному забору пробы.Before starting the measurement, the operator inserts the mouthpiece 1 in the form of a tube with two holes on the base surface into the corresponding recess in the device’s body, the holes being connected via fittings to the pressure measurement channel 2 and the air sampling channel 5, and, accordingly, to the pressure sensor 3 and sensor 7 vapors of alcohol. Using the information input unit 15, the operator is able to enter the data necessary for recording the measurement, which will be saved in the form of a measurement protocol. Using block 15 input information, the operator gives a command to start the measurement procedure. After that, a control sampling is automatically performed for a preliminary analysis of the environment and the duct (mouthpiece) for the absence of alcohol vapor. If alcohol vapor is present, a message is displayed and the device does not measure. If there is no alcohol in the control sample, a message is displayed prompting you to take the measurement. The examined person exhales through a disposable mouthpiece. If the intensity and volume of exhalation are sufficient, there is an automatic sampling of exhaled air and a measurement of the concentration of alcohol vapor. The measurement result is presented to the operator, while the measurement protocol is saved. If the intensity and volume of exhalation are insufficient, automatic sampling of exhaled air is not performed, the appropriate message is presented to the operator. In this case, the operator may resort to forced sampling.
В том случае, если температура вблизи датчика паров алкоголя выходит за пределы диапазона рабочих температур устройства, после соответствующего сообщения устройство отключается.In the event that the temperature near the alcohol vapor sensor is outside the operating temperature range of the device, after a corresponding message, the device turns off.
После процедуры измерения алкоголя оператор имеет возможность распечатать протокол измерения с помощью принтера, просмотреть и распечатать сохраненные в блоке хранения информации протоколы и передать данные протоколов на ПК при посредстве блока 19 связи с ПК.After the alcohol measurement procedure, the operator is able to print the measurement protocol using a printer, view and print the protocols stored in the information storage unit, and transfer the protocol data to a PC using the PC communication unit 19.
Использование устройства для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе обеспечивает повышение точности измерений алкоголя в выдыхаемом воздухе при малых его концентрациях в выдыхаемом воздухе (менее 0,02 мг/литр) в широком температурном диапазоне окружающей среды (от -5°С до +50°С), а также повышение достоверности измерения за счет отбора из выдыхаемого воздуха пробы, наиболее близкой к воздуху в глубине легких обследуемого и за счет проведения предварительного анализа окружающей среды на наличие (отсутствие) в ней паров алкоголя.The use of a device for determining the concentration of alcohol in exhaled air improves the accuracy of measurements of alcohol in exhaled air at low concentrations in the exhaled air (less than 0.02 mg / liter) in a wide temperature range of the environment (from -5 ° C to + 50 ° C ), as well as increasing the reliability of the measurement by taking a sample closest to the air deep in the lungs of the patient being examined from the exhaled air and by conducting a preliminary analysis of the environment for the presence (absence) of alcohol vapor in it Olya.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140597/15U RU112434U1 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | DEVICE FOR DETERMINING ALCOHOL CONCENTRATION IN EXPRESSED AIR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140597/15U RU112434U1 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | DEVICE FOR DETERMINING ALCOHOL CONCENTRATION IN EXPRESSED AIR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU112434U1 true RU112434U1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140597/15U RU112434U1 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | DEVICE FOR DETERMINING ALCOHOL CONCENTRATION IN EXPRESSED AIR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU112434U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013141752A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-09-26 | Kosarev Sergej Aleksandrovich | Mobile radio device with a measuring device for measuring the quantity of alcohol in exhaled air |
| RU2555507C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) | Analyser of composition of expired air |
| CN107121456A (en) * | 2017-05-27 | 2017-09-01 | 安徽师范大学 | A kind of alcohol content tester based on STM32 |
-
2011
- 2011-10-07 RU RU2011140597/15U patent/RU112434U1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013141752A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-09-26 | Kosarev Sergej Aleksandrovich | Mobile radio device with a measuring device for measuring the quantity of alcohol in exhaled air |
| RU2555507C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) | Analyser of composition of expired air |
| CN107121456A (en) * | 2017-05-27 | 2017-09-01 | 安徽师范大学 | A kind of alcohol content tester based on STM32 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10241107B2 (en) | Concentration measurements with a mobile device | |
| US8796034B2 (en) | Apparatus and method for diagnostic gas analysis | |
| US10682072B2 (en) | Breath analyte detection device | |
| JP2020516422A5 (en) | ||
| EP2976639B1 (en) | Method and apparatus for detecting breath alcohol concentration based on acoustic breath sampler | |
| RU2014100612A (en) | CALIBRATED RESPIRATORY ANALYZER | |
| RU112434U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING ALCOHOL CONCENTRATION IN EXPRESSED AIR | |
| CN205433706U (en) | Noninvasive glucose monitoring based on finger detects | |
| CN105167752A (en) | Mouth smell health monitoring method and device, electronic cigarette and system | |
| CN102613962A (en) | Device for monitoring basal body temperature | |
| CN215599105U (en) | Gas detection system for detecting woman diseases | |
| Kim et al. | Home healthcare self-monitoring system for chronic diseases | |
| US11730391B2 (en) | Handheld breath analyte detection device | |
| CN201788165U (en) | Portable intelligent blood glucose meter | |
| CN212180680U (en) | Modularized alcohol detection device | |
| Bai et al. | A portable oxygen concentration detection and monitor system using a smartphone and a portable sensor module | |
| CN213024795U (en) | Blood pressure detection data automatic acquisition equipment | |
| CN213303660U (en) | Blood sugar monitoring data automatic acquisition equipment | |
| CN202083691U (en) | Saliva-based multifunctional detecting instrument | |
| CN210990317U (en) | Portable physiological parameter detection equipment | |
| CN205879959U (en) | New -type blood glucose meter | |
| CN114376619A (en) | Multi-index female ovulation detection system | |
| CN202599823U (en) | Device for detecting content of Ag and compounds thereof in air | |
| CN105919567A (en) | Remote physical examination system |