RU219911U1 - Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе - Google Patents
Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе Download PDFInfo
- Publication number
- RU219911U1 RU219911U1 RU2022134576U RU2022134576U RU219911U1 RU 219911 U1 RU219911 U1 RU 219911U1 RU 2022134576 U RU2022134576 U RU 2022134576U RU 2022134576 U RU2022134576 U RU 2022134576U RU 219911 U1 RU219911 U1 RU 219911U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- printed circuit
- exhaled air
- analytical module
- housing
- signal processing
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к приборостроению, а именно к конструкциям аналитических модулей состава выдыхаемого воздуха по его спектральным характеристикам, которые могут быть использованы, в частности, в конструкциях портативных бесконтактных анализаторов паров этанола в выдыхаемом воздухе (алкотестеры), для идентификации факта и степени опьянения лиц, подлежащих соответствующему контролю. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе содержит корпус (1) с проемом (4) для подачи входящего газа и проемом (18) для выхода газа, узел подогрева входящего газа, инфракрасный спектрофотометр и подключенный к нему узел обработки сигналов. Инфракрасный спектрофотометр включает кювету (6), выполненную с возможностью прохождения через нее входящего газа и снабженную средствами термостабилизации, а также оптический узел. При этом корпус (1) аналитического модуля, узел обработки сигналов, узел подогрева входящего газа, кювета (6) инфракрасного спектрофотометра со средствами термостабилизации, а также оптический узел образованы участками поверхностей печатных плат (2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 19), выполненных из одного материала и жестко соединенных между собой с образованием моноблочной конструкции. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности аналитического модуля в результате увеличения его виброустойчивости и ударостойкости в широком диапазоне тепловых и механических воздействий. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
[01] Область техники
[02] Полезная модель относится к приборостроению, а именно к конструкциям аналитических модулей состава выдыхаемого воздуха по его спектральным характеристикам, которые могут быть использованы, в частности, в конструкциях портативных бесконтактных анализаторов паров этанола в выдыхаемом воздухе (алкотестеры), для идентификации факта и степени опьянения лиц, подлежащих соответствующему контролю.
[03] Уровень техники
[04] Анализаторы состава выдыхаемого воздуха (алкотестеры) с использованием инфракрасного излучения обладают рядом преимуществ по отношению к аналогам с электрохимическими датчиками. Устройства имеют ресурс около 100000 часов, что определяется ресурсом свето- и фотодиодов, показания не зависят от количества измерений и не подвержены деградации чувствительности в процессе работы.
[05] Поскольку портативные устройства используют в широком диапазоне температур, а также существует высокий риск механических воздействий на такие устройства, то для соблюдения требований к точности измерения исследуемых параметров важными характеристиками прибора являются виброустойчивость и ударостойкость.
[06] Наиболее близким аналогом полезной модели является анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе, описанный в публикации заявки США US 2016356764 A1, 08.12.2016. Устройство содержит корпус с проемом для подачи входящего газа и установленные в корпусе инфракрасный спектрофотометр и подключенный к нему модуль обработки сигналов. Инфракрасный спектрофотометр включает корпус, снабженный средствами термостабилизации, а также оптический узел, имеющий излучатели и приемники инфракрасного излучения. В проеме корпуса анализатора перед кюветой размещен узел подогрева входящего газа. При этом средства термостабилизации включают нагреватели зеркал, источника света и детектора. Инфракрасный спектрофотометр, узел обработки сигналов, средства термостабилизации размещены на поверхностях, представляющих собой печатные платы.
[07] Недостатком указанного аналога является то, что печатные платы, на которых размещены оптические и электрорадиоэлементы, соединены с объединительной печатной платой устройства через гибкие соединители, что не обеспечивает высокую надежность устройства в сложных условиях эксплуатации.
[08] Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка надежного аналитического модуля для анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе, работающего в широком диапазоне тепловых и механических воздействий.
[09] Раскрытие сущности полезной модели
[010] Техническим результатом полезной модели является повышение надежности аналитического модуля в результате увеличения его виброустойчивости и ударостойкости в широком диапазоне тепловых и механических воздействий.
[011] Указанная проблема решается, а технический результат достигается в полезной модели за счет того, что аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе содержит корпус с проемом для подачи входящего газа и проемом для выхода газа, узел подогрева входящего газа, инфракрасный спектрофотометр и подключенный к нему узел обработки сигналов. Инфракрасный спектрофотометр включает кювету, выполненную с возможностью прохождения через нее входящего газа и снабженную средствами термостабилизации, а также оптический узел. При этом корпус аналитического модуля, узел обработки сигналов, узел подогрева входящего газа, кювета инфракрасного спектрофотометра со средствами термостабилизации, а также оптический узел образованы участками поверхностей печатных плат, выполненных из одного материала и жестко соединенных между собой с образованием моноблочной конструкции.
[012] Указанный технический результат также достигается в частных вариантах реализации полезной модели за счет того, что:
[013] аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе включает печатные платы верхней и нижней стенок корпуса, печатные платы боковых стенок корпуса, печатные платы торцевых стенок корпуса, печатную плату узла подогрева входящего газа и печатную плату узла обработки сигналов и оптического узла;
[014] кювета образована пространством между печатными платами верхней, нижней, боковых и торцевых стенок корпуса;
[015] оптический узел инфракрасного спектрофотометра образован печатными платами торцевых стенок корпуса и платой узла обработки сигналов и оптического узла и содержит свето- и фотодиоды, зеркало и защитное стекло;
[016] узел подогрева входящего газа образован печатной платой узла подогрева входящего газа и включает тепловой балласт и датчик температуры;
[017] узел обработки сигналов образован печатной платой нижней стенки корпуса, печатной платой узла обработки сигналов и оптического узла и содержит датчик окружающей температуры и влажности;
[018] печатные платы соединены между собой клеевыми соединениями и\или элементами крепежа;
[019] печатные платы выполнены из стеклотекстолита;
[020] электрические соединения печатных плат представляют собой паяные соединения, выполненные волной и/или горячим воздухом, и/или инфракрасной пайкой без применения дополнительных проводников;
[021] печатная плата узла обработки сигналов и оптического узла представляет собой плату высокой плотности монтажа.
[022] В заявленном аналитическом модуле корпус аналитического модуля, узел обработки сигналов, узел подогрева входящего газа, кювета инфракрасного спектрофотометра со средствами термостабилизации, а также оптический узел образованы участками поверхностей печатных плат, жестко соединенных между собой, с получением моноблочной конструкции. Указанная конструкция аналитического модуля, где перечисленные элементы выполнены из одного материала и жестко соединены между собой, обеспечивает снижение коробления устройства и, следовательно, дрейфа сигнала, а также вероятность растрескивания соединений печатных плат как при изменении внешней температуры, так и при механических воздействиях.
[023] Таким образом, все указанные признаки полезной модели направлены на достижение единого технического результата, заключающегося в повышении надежности устройства в результате увеличения его виброустойчивости и ударостойкости в широком диапазоне тепловых и механических воздействий.
[024] Краткое описание чертежей
[025] Полезная модель поясняется фигурами, где:
На фигуре 1 показан общий вид аналитического модуля (вид сверху под углом),
На фигуре 2 показан аналитический модуль со снятой верхней платой.
[026] Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:
1 - корпус аналитического модуля;
2 - печатная плата верхней стенки корпуса (1);
3 - печатная плата нижней стенки корпуса (1);
4 - проем для подачи выдыхаемого воздуха (входящего газа);
5 - печатная плата узла подогрева входящего газа;
6 - кювета;
7, 8 - печатные платы боковых стенок корпуса (1);
9, 10 - печатные платы торцевых стенок корпуса (1);
11, 12, 13, 14, 15 - свето- и фотодиоды;
16 - зеркало;
17 - защитное стекло;
18 - проем для выхода газа;
19 - печатная плата узла обработки сигналов и оптического узла;
20 - технологическое отверстие для очистки защитного стекла (17);
21 - разъемы для подключения к устройству;
22 - элементы крепежа печатных плат (2, 3);
23 - дисплей для отображения информации пользователю;
24 - проставка под дисплей.
[027] Осуществление полезной модели
[028] Заявленный аналитический модуль (фиг. 1) включает корпус (1), образованный жестко соединенными между собой печатными платами, где печатная плата (2) представляет собой верхнюю (переднюю) стенку корпуса (1), печатная плата (3) - нижнюю (заднюю) стенку корпуса (1), печатные платы (7, 8) - боковые стенки корпуса (1), печатные платы (9, 10) - торцевые стенки корпуса (1). На печатной плате (2) размещен проем (4) для подачи выдыхаемого воздуха (далее - входящий газ). В указанном проеме (4) установлен узел подогрева входящего газа. Узел подогрева входящего газа образован печатной платой (5) и включает тепловой балласт (не показан), подогревающий воздух, попадающий через проем (4) в кювету (6), датчик температуры для поддержания постоянной температуры теплового балласта. Между печатной платой (2) верхней стенки корпуса (1) и печатной платой (3) нижней стенки корпуса (1) размещен инфракрасный спектрофотометр, который включает кювету (6), образованную пространством между печатными платами (2, 3) верхней и нижней стенок корпуса (1), печатными платами (7, 8) боковых стенок корпуса (1), печатными платами (9, 10) торцевых стенок корпуса (1), а также оптический узел (см. фиг.2). Оптический узел инфракрасного спектрофотометра образован печатными платами (9,10) торцевых стенок корпуса (1) и платой (19) узла обработки сигналов и оптического узла и содержит свето- и фотодиоды (11, 12, 13, 14, 15), зеркало (16) и защитное стекло (17). Кювета (6) снабжена средствами термостабилизации, которые включают нагреватели (не показаны), установленные на печатных платах (2, 3, 5, 7, 8, 9, 10). Нагреватели средств термостабилизации представляют собой печатный рисунок, изготовленный по технологии печатного монтажа. На одной из печатных плат (2, 3) нижней или верхней стенок корпуса (1) установлены датчики температуры для поддержания постоянной температуры внутри кюветы (6), на печатной плате (9) установлены датчики температуры, предназначенные для обогрева зеркала (16), на печатной плате (10) установлены датчики температуры для обогрева защитного стекла (17), на одной из печатных плат (9, 10) установлены датчики температуры для поддержания постоянной температуры зеркала (16) и защитного стекла (17). В области кюветы (6) на печатной плате (3) нижней стенки корпуса (1) аналитического модуля расположен проем (18) для выхода газа. На проеме (18) может быть установлен датчик измерения скорости потока проходящего воздуха (анемометр) (не показан) для контроля объема воздуха, проходящего через кювету (6).
[029] В корпусе (1) также установлен узел обработки сигналов, подключенный к инфракрасному спектрофотометру. Узел обработки сигналов представляет собой участок, образованный печатными платами (3, 19), на котором смонтирован датчик окружающей температуры и влажности (не показан). Узел обработки сигналов также может быть снабжен средствами термостабилизации (не показаны) для более устойчивой работы устройства. На печатной плате (19) узла обработки сигналов и оптического узла могут быть установлены как бескорпусные, так и заключенные в корпус активные или пассивные электрорадиоэлементы. При этом установка бескорпусных электрорадиоэлементов проводится с юстировкой их диаграмм направленности с фиксацией корпусов на клей в положении, оптимальном для достижения сигнала максимального уровня.
[030] На печатной плате (2) верхней стенки корпуса (1) предусмотрены технологическое отверстие (20) для очистки защитного стекла (17), разъем (21) для подключения аналитического модуля к анализатору паров этанола в выдыхаемом воздухе. На печатной плате (3) нижней стенки корпуса (1) расположены элементы (22) крепежа печатных плат (2, 3) верхней и нижней стенок корпуса (1).
[031] В конструкции аналитического модуля также могут быть предусмотрены графический дисплей (23) для отображения информации пользователю, проставка (24) под дисплей, световые и звуковые индикаторами обнаружения заданной концентрации паров этанола (не показаны).
[032] Устройство работает следующим образом:
[033] Пользователь, подлежащий контролю, делает выдох в проем для подачи входящего газа устройства, в котором содержится аналитический модуль, после чего внутрь обогреваемой кюветы аналитического модуля попадает воздух для анализа.
[034] Анализ воздуха основан на диодной оптической спектроскопии -зондировании исследуемой области излучением светодиодов и анализе рассеянного оптического сигнала в нескольких спектральных диапазонах. Инфракрасное излучение от светодиодов проходит через область выдоха, где концентрируется объем анализируемой пробы выдыхаемого воздуха, и после отражения от зеркала попадает на оптические приемники излучения (фотодиоды). Поскольку содержание углекислого газа, паров воды и этанола в выдыхаемом воздухе выше, чем в атмосферном воздухе, поглощение излучения во время выдоха изменяется. В зависимости от изменения поглощения разных зон спектра анализируется содержание паров этанола в выдохе.
[035] Устройство в течение 0,5-1 секунды проводит данный анализ и высвечивает на дисплее результат измерения массовой концентрации этанола в выдыхаемом воздухе.
[036] Через 1 секунду после измерения прибор готов к следующему анализу.
[037] Осуществление полезной модели приведено на примере анализа массовой концентрации этанола в выдыхаемом воздухе, но не ограничивается им. Рассматриваемое техническое решение может быть использовано по тому же принципу для определения концентрации других веществ (пары воды, метан (CH4), угарный газ (СО), углекислый газ (СО2), ацетилен (С2Н2), этилен (С2Н4), серовододная кислота (H2S), оксид азота (II) (NO), оксид азота (I) (N2O), оксид серы (IV) (SO2), аммиак (NH3), оксид азота (IV) (NO2),) в выдыхаемом воздухе.
[038] Таким образом, конструкция аналитического модуля позволяет обеспечить ударостойкость устройства благодаря жесткому соединению основных элементов аналитического модуля, образованными участками печатных плат, а также виброустойчивость устройства, в том числе за счет того, что указанные элементы аналитического модуля выполнены из одного материала.
Claims (11)
1. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе, содержащий корпус (1) с проемом (4) для подачи входящего газа и проемом (18) для выхода газа, узел подогрева входящего газа, инфракрасный спектрофотометр и подключенный к нему узел обработки сигналов,
при этом инфракрасный спектрофотометр включает кювету (6), выполненную с возможностью прохождения через нее входящего газа и снабженную средствами термостабилизации, а также оптический узел,
отличающийся тем, что корпус (1) аналитического модуля, узел обработки сигналов, узел подогрева входящего газа, кювета (6) со средствами термостабилизации, а также оптический узел образованы участками поверхностей печатных плат (2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 19), выполненных из стеклотекстолита и соединенных между собой с образованием моноблочной конструкции.
2. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 1, отличающийся тем, что включает печатные платы (2, 3) верхней и нижней стенок корпуса (1), печатные платы (7, 8) боковых стенок корпуса (1), печатные платы (9, 10) торцевых стенок корпуса (1), печатную плату (5) узла подогрева входящего газа, и печатную плату (19) узла обработки сигналов и оптического узла.
3. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 2, отличающийся тем, что кювета (6) образована пространством между печатными платами (2, 3, 7, 8, 9, 10) верхней, нижней, боковых и торцевых стенок корпуса (1).
4. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 2, отличающийся тем, что оптический узел инфракрасного спектрофотометра образован печатными платами (9, 10) торцевых стенок корпуса (1) и платой (19) узла обработки сигналов и оптического узла и содержит свето- и фотодиоды (11, 12, 13, 14, 15), зеркало (16) и защитное стекло (17).
5. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 2, отличающийся тем, что узел подогрева входящего газа образован печатной платой (5) узла подогрева входящего газа и включает тепловой балласт и датчик температуры.
6. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 2, отличающийся тем, что узел обработки сигналов образован печатной платой (3) нижней стенки корпуса (1), печатной платой (19) узла обработки сигналов и оптического узла и содержит датчик окружающей температуры и влажности.
7. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 1 или 2, отличающийся тем, что печатные платы (2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 19) соединены между собой клеевыми соединениями и/или элементами крепежа (22).
8. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 1, отличающийся тем, что электрические соединения печатных плат (2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 19) представляют собой паяные соединения, выполненные волной и/или горячим воздухом, и/или инфракрасной пайкой без применения дополнительных проводников.
9. Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе по п. 1 или 2, отличающийся тем, что печатная плата (19) узла обработки сигналов и оптического узла представляет собой плату высокой плотности монтажа.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU219911U1 true RU219911U1 (ru) | 2023-08-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294534C2 (ru) * | 2001-11-08 | 2007-02-27 | Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч | Тонкоплёночный сенсор на этанол и способ его получения |
| RU137611U1 (ru) * | 2013-06-11 | 2014-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лс-Инжиниринг" | Устройство дистанционного экспресс-анализа содержания этанола в выдыхаемом воздухе |
| RU2625258C2 (ru) * | 2015-08-28 | 2017-07-12 | Сергей Андреевич Давыдов | Способ и устройство для динамического газоанализа, встраиваемое в магистраль выдоха дыхательной маски |
| RU196055U1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛКОТЕКТОР" | Анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе с ускоренной очисткой |
| RU197248U1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-04-15 | Евгений Аркадьевич Сукрышев | Устройство для контроля и предотвращения доступа на защищаемый объект лиц в состоянии алкогольного опьянения |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294534C2 (ru) * | 2001-11-08 | 2007-02-27 | Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч | Тонкоплёночный сенсор на этанол и способ его получения |
| RU137611U1 (ru) * | 2013-06-11 | 2014-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лс-Инжиниринг" | Устройство дистанционного экспресс-анализа содержания этанола в выдыхаемом воздухе |
| RU2625258C2 (ru) * | 2015-08-28 | 2017-07-12 | Сергей Андреевич Давыдов | Способ и устройство для динамического газоанализа, встраиваемое в магистраль выдоха дыхательной маски |
| RU197248U1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-04-15 | Евгений Аркадьевич Сукрышев | Устройство для контроля и предотвращения доступа на защищаемый объект лиц в состоянии алкогольного опьянения |
| RU196055U1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛКОТЕКТОР" | Анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе с ускоренной очисткой |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8080798B2 (en) | Gas measurement system | |
| US7432508B2 (en) | Gas measurement system | |
| JP7245284B2 (ja) | 全血ヘモグロビンパラメータ又は全血ビリルビンパラメータを測定するためのシステムにおいて使用される発光モジュール | |
| JP4933271B2 (ja) | 複数の検体の化学分析用ディスポーザルエレメントを備えたハンドヘルド装置 | |
| EP4230998A1 (en) | Ndir sensor, sampling method and system for breath analysis | |
| WO2007103855A2 (en) | Gas measurement system | |
| US20100305859A1 (en) | Portable environmental monitoring instrument | |
| RU219911U1 (ru) | Аналитический модуль анализатора паров этанола в выдыхаемом воздухе | |
| CN114199815A (zh) | 一种高温红外烟气分析方法 | |
| CN115236021A (zh) | 一种并列式双通道红外气体传感器 | |
| CN104730116A (zh) | 复合型气体传感器 | |
| CN110799823B (zh) | 用于确定大气中的包括炭黑在内的物质的光吸收的仪器和校准方法 | |
| CN109358019A (zh) | 基于红外光谱分析的气体传感器 | |
| RU219910U1 (ru) | Анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе | |
| US20190381263A1 (en) | Inhalation Sensor Block, Exhalation Sensor Block and System | |
| CN218157532U (zh) | 一种低功耗高精度臭氧传感器 | |
| US20050189239A1 (en) | Advanced dual sensor technology for a continuous emission monitoring system | |
| CN211374480U (zh) | 一种双光源双光路红外气体探测器 | |
| CN214252006U (zh) | 一种手持式红外气体分析仪 | |
| CN106264535A (zh) | 主流式人呼吸末二氧化碳浓度测量方法 | |
| CN216955710U (zh) | 一种集成式so2交叉干扰补偿装置 | |
| CN206161510U (zh) | 一种适用农业种养殖环境的便携式激光二氧化碳检测装置 | |
| RU216708U1 (ru) | Оптический инфракрасный модуль для селективного определения концентрации аммиака в потоке выдыхаемого воздуха | |
| Visconti et al. | Development and Characterization of a White LED-based spectrophotometer for UV/VIS gaseous pollutants detection employing Michelson interferometer and an optical filtering system | |
| CN208607147U (zh) | 一种碳硫分析仪红外光自动检测装置 |