SE445145B - Sett och anordning att bestemma alkoholkoncentrationen i utandningsluften under upptagning av en minsta luftstrom genom ett andningsror or - Google Patents

Description

v9n9ss2~7 2 bestäms av den tidpunkt, vid vilken en minsta andningsluftvolym av företrädesvis minst 75 Z av den totala andningsluftvolymen är utandad. En integrator kan summera den genomströmmande mängden andningsluft vid in- och utandningen och med ledning därav fast- ställa tidsintervallets slutläge efter nämnda minsta andningsluft- volym. Vid denna teknik bör mätningen vara oberoende av kropps- byggnaden hos den som testas. Metoden är dock inte säker mot mät- fel betingade av de testade individerna, som antingen kan ha en onormalt stor lunga eller är ovilliga att undergå test. Genom en medvetet tillbakahållen'inandning kan man få uppmätt en felaktig, alltför låg andningskapacitet. Den automatiskt inställbara minsta volymen kan vid provningen fortfarande vara en blandluft från lun- gor, munhâla och svalg (DE-OS 2ü28352).

En annan känd metod och anordning går likaledes ut på att man bestämmer den verkliga alkoholkoncentrationen i utandningsluf- ten när den del av den utandade luften undersöks med avseende på sin alkoholkoncentration, som i lungorna i alveolerna kunde stå i jämvikt med alkoholkoneentrationen i blodet. Därför måste även här pendelluften från munhålan och svalget och blandningsluften från alveolarluften åtskiljas i mättekniskt avseende. Den kände metoden och anordningen bygger på användningen av ett IR-mätinstrument, som under provtagningen löpande mäter den momentana alkoholkoncen- trationen. I en tröskelvärdeskomparator fastställes mätvärdenas förändning med tiden som blir det använda måttet för alkoholkoncen- trationens stigningshastighet. Ett mätvärde för stigningen återges först när stigningshastigheten underskrider ett föregivet tröskel- värde. Denna första betingelse fastläggs av att med sjunkande stig- ningshastighet kommer pendelluftandelen från munhålan och svalget att bli allt mindre och vid underskridande av ett tröskelvärde be- finner sig endast alveolarluft i anordningens mätkanal. Som ett ytterligare villkor för att återge mätvärdet måste ha legat den av en strömmingsmätare angivna strömningshastigheten för utand- ningsluften fram till återgivningen av mätvärdet under ett föregi- vet tidsrum över ett föregivet värde. Detta andra villkor säker- ställer mätmetodens föregivna förlopp. Mätningen av alkoholkonoen- trationen sker med hjälp av ett i utandningsluftströmmen inkopplat IR-mätinstrument med kort utslagstid.

Den kända anordningen för genomförande av sättet är omfånge- rik och komplicerad och kräver dessutom motsvarande övervakning ge- » ~ J 3 1909552-7 nom att de tre villkoren måste uppfyllas nämligen fastställandet av förändringen med tiden hos alkoholsignalen, mätningen av ut- andningshastigheten i jämförelse med ett föregivet värde och upp- rätthållande av detta värde under en föregiven tid (DE-OS 2610578).

Målet för föreliggande uppfinning var att ta fram ett sätt och en anordning för att bestämma alkoholkoncentrationen i blodet genom mätning av alkoholkoncentrationen i utandningsluften, vars mätresultat inte låter sig påverkas av bedrägliga avsikter från den testade individen t.ex. genom konstlad andning.

Detta mål uppnås enligt uppfinningen såvitt avser förfaran- det, i enlighet med vad som framgår av efterföljande krav 1. Med denna lösning är det för fastställande av blodalkoholkoncentratio- nen genom mätning av andningsalkoholkoncentrationen och fukthal- ten inte längre möjligt att föra tekniken bakom ljuset genom att den som testas är ovillig eller genom felaktig provtagning och detta oavsett vilken andningsteknik den testade därvid använder.

Mätresultatet är, eftersom det bestäms av förhållandet mellan den uppmätta alkoholmängden och fukthalten,oberoende av om provet tas från lungan eller från övriga andningsvägar. Det är för mätresul- tatet även utan betydelse om provvolymen härrör från ett enda an- detag eller från flera andetag.

Anordningen enligt uppfinningen för lösande av uppgiften ut- nyttjar i och för sig kända komponenter och anordningens särdrag framgår av efterföljande patentkrav 2 och underkraven 3-5. Med an- ordningen säkerställes ett funktionssäkert genomförande av alko- holtester och komplicerade och besvärliga kontroller från provta- garens sida erfordras ej.

Uppfinningen är närmare åskådliggjord på bifogade ritnings- figur och bygger i enlighet med ovan antydda tankegångar på det icke påverkbara förhållandet alkohol/fukthalt i utandningsluften.

Den som skall testas andas ut genom ett andningsrör 1. Det är upp- värmt för att förhindra kondensation. Av hygieniska skäl kan det vara utrustat med ett utbytbart murstycke.

Andningsröret 1 är försett med en alkohol/vatten-sensor 3.

I föreliggande fall utgöres den av en optisk givare. Alkoholen upp- mäts som optisk absorption vid våglängden 5,H pm och vattnet vid våglängden 2,7 um. De båda våglängderna matas växelvis genom i ett filterhjul 15 inbyggt filter 16 för alkohol och filter 17 för vat- ten. En lampa 10 genomlyser därvid via en kondensor ll och genom fönstren 12 och 13_mätrummet lä i andningsröret 1. Vid filterhjd- 7an95§2@7 H let 15 befinner sig en detektoranordning 18, som mottar signaler gitarrer läget på fiieernfiuiet 15, nämligen via ledningen l9 en signal S/šz vid S föreligger en signal, vid 0 är ljusvägen mellan filt- ren lö och l7 stängd, via ledningen 20 en signal A/W: vid A föreligger en alkoholsignal över ledningen 2H, vid 0 en vattensignal. o En detektor 21 omformar ljussignalen från mätrummet 14 till en elektrisk signal. Efter förstärkning och skalering i förförstär- karen 22 matas den till en analog-digitalomvandlare 23. Utgången från digitalomvandlaren 23 är kopplad till två galler 25 och 26, vilka, när deras kretsbetingelser är uppfyllda, matar värdet på ledningen 2% till minnet 27 för alkoholen och minnet 28 för vatten.

Ett minne 29 innehåller alkohol-nollvärdet och ett minne 30 vatten- halten i omgivande luft. En subtraherare 31 drar alkohol-nol1vär- det i minnet 29 från alkoholvärdet i minnet 27. Därigenom ligger på dess utgång. t Ba = alkoholkoncentration (ma ' 1' En subtraherare 32 drar från värdet Ewa = vattenkoncentration (mg ' 1-1) l) i provvolymen. i provvolymen taget från minnet 28 värdet Rwl = vattenkoncentration (mg ' 1' från minnet 30. Därigenom föreligger vid dess utgång värdet Rwa- -Rwl. ' 1) i omgivande luft taget I princip skulle det räcka att dividera värdet vid utgången av subtraheraren Bl med värdet vid utgången från subtraheraren 32 och multiplicera kvoten med en lämplig konstant för att få alkohol- utslaget, Det till visarinstrumentet inmatade värdet omfattar den ytterst lilla àndningsluftmängd, som just finns på plats i mätrum- met låg Genom ändringar i andningsluftmängden blir det motsvarande förakjutningar i visarutslaget,.Eör att få ett rättvisande värde är det nödvändigt att ta fram ett medelvärde över ett flertal sepa- rata mätningar. Detta kan förverkligas med anordningen enligt upp- finningen. 2 För nämnda ändamål är i andningsröret 1 placerad en ström- ningsmätgivare 2 arbetande enligt Karman-virvelprincipen. Enligt denna är såväl virveltalet som virvelamplituden strömningsberoen- de. Genom att bygga in en signaltröskel i den elektroniska utvär- deringsenheten 5 begränsas känsligheten nedåt. Därigenom frigörJ 5 7909552-7 man sig från inverkan av störande faktorer, som kan göra sig märk- bara via tryckgivaren U. De därvid icke uppfångade strömningsmäng- derna av andningsluften, som endast utbildas vid de låga strömnings- hastigheterna, stör ej resultatet. - För medelvärdesberäkning räknas utgångsvärdet från minnet 31 i minnet 33 och detta sker för varje impuls i ledningen 6, det vill säga fRa ' dv, och i minnet 34 räknas på motsvarande sätt från utgången till min- net 32 I(Rwa-Rwl) ' dv.

Uppsummeringen av delproven ur impulserna fortlöper tills en viss minsta ökning i vattenmängden Mu i minnet (34) föreligger. Som ett användbart värde för denna integral har med utgångspunkt från en emgivningtuuft ev 25°c vid 1:3 z relativ fuktighet een en mängd av 3 l ett värde av Mw = 85 mg erhållits. I en efter minnet 3ß in- kopplad subtraherare 35 dras detta fasta värde från värdet från minnet 3H. Så snart differensvärdet blir positivt, det vill säga värdet från provvolymen är större, erhåller ledningen 36 signal och provtagningen avslutas. Senare till ledningen 6 inkomna impul- ser spärras och i räknaren 37 fastställes med ledning av förhållan- det mellan den uppmätta mängden alkohol Ra och den uppmätta ökning- en i vattenmängd Rwa-Rwl alkoholmängden i utandningsluften och där- med i blodet. Ett visarinstrument 38, som även kan vara utformat som skrivare, visar resultatet.

Andningsröret 1 är vid bortre änden försedd med en backventil #2, med vars hjälp mätfel genom eventuell inströmning av omgivande luft förhindras.

Före mätningen genomspolas andningsröret 1 via ett luftintag 41 över luftledningarna H0 med omgivande luft och samtidigt ligger en signal på ledningen 39. Därigenom matas utgângsvärdena till min- nena 29 och 30 och nollställes minnena 33 och 3%.

Claims (5)

“F9Û9552-7 6 Patentkrav

1. Sätt att bestämma alkoholkoncentrationen i blodet genom mätning av alkoholkoncentrationen i utandningsluften under upptagning av en minsta luftström genom ett andningsrör, k ä n n e t e c k n a t av att medelst en alkohollvatten- -sensor (3) i andningsröret (1) alkoholkoncentrationen och) vattenkoncentratíonen fortlöpande mätes för en bestämd ström- ningsmängd. att de uppmätta värdena uppsummeras och kvoten mellan alkoholmängden och ökningen i vattenmängd gentemot omgivande luft bildas.

2. Anordning för genomförande av sättet enligt krav l för bestämning av alkoholkoncentrationen i blodet genom mätning av alkoholkoncentrationen i utandningsluften under upptagning av en minsta luftström genom ett andningsrör, k ä n n e t e'c k - n a d av att andningsröret (1) är försett med en utifrân och inåt stängande backventil (42) med en alkohol/vatten-sensor (3) och med en strömningsmätgivare (2), varvid i ett första läge för alkohol/vatten-sensorn (3) mot alkoholvärdena svaran- de impulser kan ernås och kan inräknas som dífferensen mellan mätvärdet och nollvärdet i ett första minne (33). att i ett andra läge för alkohol/vatten-sensorn (3) mot vattenvärdena svarande impulser kan ernås och kan inräknas som differens mellan mätvärdet och värdet i omgivande luft i ett andra minne (34), beräkningar kan utlösas av strömníngsmätgivaren (2) och en räknare (37) finnes för bildande av kvoten ur innehållen i minnena (33. 34) samt ett efterinkopplat visarinstrument (38)..

3. Anordning enligt krav 2. k ä n n e tfe c k n a d *av att alkohol/vatten-sensorn (3) uppvisar ett filterhjul (15) med ett filter (16) för alkohol och ett filter (17) för.vatten och *en detekteringsanordning (18) finnes. som med signaler vidare- befordrar filterhjulets (15) läge till efterföljande anord- ningselement.

4. Anordning enligt krav 3. k ä n n e t e c k n a d av att , strömningsmätgivaren (2) är en "Karman"-virvelräknare med en 1 É 7909552-7 virvelstav (7) och en tryckgívare (4).

5. Anordning enligt krav 2~4. K ä n n e t e c k n a d av att i andníngsröret (1) mynnar en luftledning (40) ansluten till en lufttransportör (41) för omgivningsluft för genomspolning av andningsröret (1).