SE537193C2 - Apparatur och förfarande för att värma upp en anordning föralkoholutandningsprov - Google Patents

Abstract

537 193 frarod spektroskopi dyra, vilket begransar tillampningen i massproducerade anordningar. En annan vanligen anvand teknik är baserad pa en branslecellssensor som konverterar bransle i form av alkohol (etanol) till elektrisk strom i en elektrokemisk reaktion. Branslecellssensorer har en nagot lagre noggrannhet an sensorer for in- frar6d spektroskopi, men är mycket billigare. Dock kraver branslecellssensorer att utandningsprovet är av en bestambar volym fOr att korrekt faststalla alkoholutandningskoncentrationen. En olagenhet med for alkoholutandningsprov utformade anordningar uppvi- sande branslecellssensorer är att de är mycket kansliga f6r temperatur. Vid laga temperaturer omkring 0 °C paverkas noggrannheten hos alkoholutandningskoncentrationsmatningarna starkt beroende pa ackumuleringen av kondenserat vatten pa branslecellssensorn beroende pa temperaturskillnaden mellan branslecellssensorn och anvandarens utandningsluft. Foljaktligen kraver sadana anordningar normalt uppvarmning innan en tillforlitlig och precis matning av alkoholutandnings- koncentrationen kan genonnforas. Foreslagna losningar pa detta problem inkluderar externa eller interna varmeelennent som tar strom fran batteriet hos det fordon i vilket den for alkoholutandningsprov utformade anordningen är installerad, eller fran en extern batterikalla. Dessa losningar är besvarliga och onodigt komplice- rade och kraver aven en sarskild uppvarmningstid vilket i hog grad forlanger for- donsstarten. Privata konsumenter kanske inte paverkas sa negativt av detta problem, men for foretag som arbetar med ett stort antal fordon, sa som bussar, lastbilar, tag och sa vidare, kommer den utdragna starttiden att kannbart reducera produktiviteten eftersom det ofta, om inte alltid, kravs att dessa fordon ar driftdug- liga med kort varsel och inom precist definierade tidsfonster. Dar-for finns ett behov att utveckla forbattrade forfaranden och forbattrad apparatur for att varma upp for alkoholutandningsprov utformade anordningar. Sammanfattning av uppfinningen Syftet med foreliggande uppfinning är att tillhandahalla forbattrade forfaran- den och forbattrad apparatur f6r att varma upp f6r alkoholutandningsprov utformade anordningar. Detta uppnas genom en apparatur enligt krav 1.

Description

537 193 frarod spektroskopi dyra, vilket begransar tillampningen i massproducerade anordningar.

En annan vanligen anvand teknik är baserad pa en branslecellssensor som konverterar bransle i form av alkohol (etanol) till elektrisk strom i en elektrokemisk reaktion. Branslecellssensorer har en nagot lagre noggrannhet an sensorer for in- frar6d spektroskopi, men är mycket billigare. Dock kraver branslecellssensorer att utandningsprovet är av en bestambar volym fOr att korrekt faststalla alkoholutandningskoncentrationen.

En olagenhet med for alkoholutandningsprov utformade anordningar uppvi- sande branslecellssensorer är att de är mycket kansliga f6r temperatur. Vid laga temperaturer omkring 0 °C paverkas noggrannheten hos alkoholutandningskoncentrationsmatningarna starkt beroende pa ackumuleringen av kondenserat vatten pa branslecellssensorn beroende pa temperaturskillnaden mellan branslecellssensorn och anvandarens utandningsluft. Foljaktligen kraver sadana anordningar normalt uppvarmning innan en tillforlitlig och precis matning av alkoholutandnings- koncentrationen kan genonnforas. Foreslagna losningar pa detta problem inkluderar externa eller interna varmeelennent som tar strom fran batteriet hos det fordon i vilket den for alkoholutandningsprov utformade anordningen är installerad, eller fran en extern batterikalla. Dessa losningar är besvarliga och onodigt komplice- rade och kraver aven en sarskild uppvarmningstid vilket i hog grad forlanger for- donsstarten. Privata konsumenter kanske inte paverkas sa negativt av detta problem, men for foretag som arbetar med ett stort antal fordon, sa som bussar, lastbilar, tag och sa vidare, kommer den utdragna starttiden att kannbart reducera produktiviteten eftersom det ofta, om inte alltid, kravs att dessa fordon ar driftdug- liga med kort varsel och inom precist definierade tidsfonster.

Dar-for finns ett behov att utveckla forbattrade forfaranden och forbattrad apparatur for att varma upp for alkoholutandningsprov utformade anordningar.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med foreliggande uppfinning är att tillhandahalla forbattrade forfaran- den och forbattrad apparatur f6r att varma upp f6r alkoholutandningsprov utformade anordningar.

Detta uppnas genom en apparatur enligt krav 1. 2 537 193 Enligt foreliggande uppfinning tillhandahalls en apparatur for att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov uppvisande en branslecellssensor innan en matning av alkoholutandningskoncentration utfors, varvid apparaturen innefattar medel for att motta ett flode av utandad luft fran en anvandare och leda det till branslecellssensorn, en separat rorledning i fluidkommunikation med det motta- gande medlet och branslecellssensorn och konfigurerad att motta flodet av utandad luft, varvid rOrledningen innefattar medel fOr att reducera fuktigheten i flOdet av utandad luft.

Foljaktligen loser foreliggande uppfinning problemet ovan genom att anvanda temperaturen hos anvandarens utandningsluft, vilken normalt ligger omkring 32- 36 °C beroende pa bade inre och yttre betingelser (kroppstemperatur, omgivningstemperatur), for att varma upp branslecellssensorn. Eftersom anvandarens utandningsluft har en relativ fuktighet av 100 "Yo innefattar apparaturen medel for att reducera denna fuktighet for att inte negativt paverka branslecellssensorn.

I en foredragen utforingsform innefattar apparaturen enligt foreliggande upp- finning vidare medel for att fOrhindra direktflode av luft nnellan det mottagande medlet och branslecellssensorn. Salunda kan branslecellssensom skyddas fran den fuktiga utandade luften tills den har natt en lamplig temperatur.

I en alternativ utforingsform är det forhindrande medlet manovrerbart mellan en forsta position, vilken leder vasentligen hela luftflOdet in i rOrledningen, och en andra position, vilken mojliggor direktflode av luft fran det mottagande medlet till branslecellssensorn. Foljaktligen kan flode av utandad luft selektivt ledas Than det mottagande medlet via den separata rOrledningen till branslecellssensom, eller direkt till branslecellssensorn. Foretradesvis innefattar det fOrhindrande medlet en ventil, ett glidbart eller roterbart vaggelement eller en kombination darav.

I en ytterligare foredragen utforingsform manovreras det forhindrande medlet mot den forsta positionen nar en temperatur pa branslecellssensorn är under en forutbestamd troskeltemperatur; och mot den andra positionen nar en temperatur pa branslecellssensorn är lika med eller Over en forutbestamd troskeltemperatur.

I en fordelaktig utforingsform innefattar medlet for att reducera fuktigheten en varmevaxlare, ett torkmedelsmaterial, en varmepump, ett jonmembran eller en kombination darav.

I en annan alternativ utforingsfornn är apparaturen konfigurerad att vara lostagbart ansluten till en anordning for alkoholutandningsprov. Pa sa satt kan appa- 3 537 193 raturen enligt foreliggande uppfinning anpassas for att anvandas med redan befintliga for alkoholutandningsprov utformade anordningar. Alternativt kan apparaturen inkorporeras i den for alkoholutandningsprov utformade anordningen redan i tillverkningssteget.

I en andra aspekt av fOreliggande uppfinning tillhandahalls en anordning fOr alkoholutandningsprov som innefattar en apparatur for att varma upp anordningen innan matningar av alkoholutandningskoncentration utfors.

I en tredje aspekt av foreliggande uppfinning tillhandahalls en nykterhetssparranordning som innefattar en anordning for alkoholutandningsprov som inklu- derar en apparatur f6r att varma upp anordningen innan matningar av alkoholu- tandningskoncentration utfors.

I en fjarde aspekt av foreliggande uppfinning tillhandahalls ett forfarande f6r att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov uppvisande en branslecellssensor innan en matning av alkoholutandningskoncentration utf6rs.

I foredragna utforingsformer innefattar forfarandet steg som svarar mot de re- levanta sardragen hos apparaturen enligt foreliggande uppfinning.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. 1 illustrerar schematiskt en apparatur for att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov enligt foreliggande uppfinning i en forsta position; Fig. 2 illustrerar schematiskt en apparatur for att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov enligt foreliggande uppfinning i en andra position.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Foredragna utforingsformer av en apparatur for att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov enligt foreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hanvisning till den bifogade ritningen. Uppfinningen ska inte anses vara begransad till de utforingsformer som visas i den bifogade ritningen, utan kan varvideras inom ramen f6r patentkraven.

Fig. 1 visar en schematisk illustration av en apparatur for att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov. Ett inloppsror 1 är anordnat for att motta ett flode utandad luft fran en anvandare. Inloppsroret 1 är anpassat att leda flodet utandad luft, dvs. ett utandningsprov, till branslecellssensorn 2 hos en anordning for al kohol utandn ingsprov. 4 537 193 En separat rorledning 3 är arrangerad i fluidkommunikation med inloppsroret 1 och branslecellssensorn 2. Rorledningen 3 är konfigurerad att motta flodet av utandad luft Iran inloppsrOret 1, beroende pa ventilens 5 position. Ventilen 5 verkar sasom ett medel for att forhindra direktflode av luft igenom inloppsroret 1 till brans- lecellssensorn 2. Naturligtvis är aven andra medel for att astadkomma fOrhind- rande av direktflode mellan inloppsraret 1 och branslecellssensorn 2 beaktade, sa som ett glidbart eller roterbart vaggelement.

Ventilen 5 kan selektivt manovreras mellan en forsta position, varvid vasentligen hela flodet utandad luft leds till rarledningen 3, och en andra position, varvid vasentligen hela flodet utandad luft leds fran inloppsroret 1 till branslecellssensorn 2.

Branslecellssensorn 2 innefattar ett par platinaplattor i egenskap av elektroder. Branslecellssensorn 2 ger upphov till en elektrokemisk reaktion nar eventuell alkohol (etanol) som forekommer i anyandarens utandningsluft passerar elektro- derna. Etanolen oxideras till attiksyra och vatten, vilket producerar en elektrisk stronn som är beroende pa den mangd etanol som forekonnnner. Den elektriska strommen kan matas av en mikroprocessor och anvandas for att berakna alkoholutandningskoncentrationen (BrAC = breath alcohol concentration) hos anyandaren.

Om platinaplattorna är fuktiga eller vata nar en matning Ors, paverkas den elektrokemiska reaktionen sa att den resulterade elektriska strommen inte anger den faktiska mangden alkohol som forekommer i anyandarens utandningsluft, vilket salunda ger en falsk eller oriktig matning av alkoholutandningskoncentrationen.

Vid kalla betingelser kommer temperaturen pa branslecellssensorn och dess platinaplattor att vara vasentligen lagre an utandningstemperaturen hos anvanda- ren som blaser in i den for alkoholutandningsprov utformade anordningen. Foljaktligen kommer anvandarens utandningsluft, som innehaller vattenanga och som har en relativ fuktighet av 100 %, att fororsaka avsevard kondensation av vatten pa platinaplattorna, vilket ger upphov till felaktiga matningar av alkoholutandnings- koncentrationen.

Darfor innefattar rorledningen 3 medel 4 for att reducera fuktigheten hos den utandade luften, sa att nar den utandade luften darefter nar branslecellssensorn 2 är den i alit vasentligt avfuktad, eller har atminstone en fuktighet under en forutbestamd niva som bedoms att inte negativt paverka branslecellssensorns 2 fun ktion. 537 193 Avfuktningsmedlet 4 kan innefatta en varmevaxlare, ett torkmedelsmaterial, en varnnepump, ett jonmembran eller en kombination darav. Exempel pa torkmedel är silikagel, aktivt kol, kalciumsulfat, kalciumklorid, montmorillonitlera och molekylsiktar. Dessa material är hygroskopiska, dvs. i stand att attrahera och halla vattenmolekyler Man den omgivande miljon, och fungerar genom absorption eller adsorption av vatten, eller en kombination av de tva. Torkmedlen kan vara i andra former an fasta, och kan fungera igenom andra principer, sa som kemisk bindning av vattenmolekyler.

Under drift av apparaturen enligt foreliggande uppfinning mottas ett forsta flode av utandad luft fran en anvandare i inloppsroret 1 och leds till den separata rorledningen 3, sasom visas av pilarna i fig. 1, med hjalp av den selektivt manovrerade ventilen 5. Detta illustreras vidare genom att de nnotsvarande ventiloppningarna är schematiskt skuggade i svart. I rorledningen 3 reduceras fuktigheten hos den utandade luften med hjalp av avfuktningsmedlet 4 innan den avfuktade utan- luften leds vidare till branslecellssensorn 2, sasom visas av pilarna i fig. 1.

Under avfuktning uppratthalls vasentligen temperaturen pa den utandade luften, eller reduceras atminstone inte i vasentlig grad. Den varma, avfuktade utandade luften kommer darefter att varma branslecellssensorns 2 platinaplattor, sa att den nar en temperatur som vasentligen sammanfaller med utandningstemperaturen 20 hos anvandaren.

Pafoljande utandningsprover av utandad luft tan anvandaren kommer darefter att ledas Iran inloppstret 1 till branslecellssensorn 2, sasom visas av pilarna i fig. 2, utan att f6rst passera genom den separata rorledningen 3 som inkluderar avfuktningsmedlet 4. Detta illustreras vidare genom att de motsvarande ventilöpp- är schematiskt skuggade i svart. Ett satt att astadkomma den selektiva manovreringen av ventilen 5 är att mata temperaturen pa branslecellssensorn 2. Salunda kommer ventilen 5 att manovreras mot den forsta positionen, varvid vasentligen hela flodet utandad luft leds in i rorledningen 3, om temperaturen pa branslecellssensorn 2 är under en forutbestamd troskeltemperatur, som foretra- desvis motsvarar utandningstemperaturen (cirka 34 °C) hos anvandaren.

Nar temperaturen pa branslecellssensorn 2 är over den forutbestamda titskeltemperaturen, efter varmning med anvandning av ett utandat flode av luft fran anvandaren eller under varma betingelser, kommer ventilen 5 att nnanovreras mot 6 537 193 den andra positionen, varvid vasentligen hela flodet utandad luft leds direkt fran inloppsroret 1 till branslecellssensorn 2. 7

Claims (2)

537 193 PATENTKRAV 1. Apparatur for att varma upp en anordning fOr alkoholutandningsprov uppvisande en branslecellssensor (2) innan en matning av alkoholutandningskoncentration utfors, kannetecknad av att apparaturen innefattar: 1. medel (1) f6r att motta ett flode av utandad luft fran en anvandare och leda det till branslecellssensorn (2); 2. en separat rorledning (3) i fluidkommunikation med det mottagande medlet (1) och branslecellssensorn (2) och konfigurerad att motta flOdet av utandad luft, varvid rorledningen (3) innefattar medel (4) for att red ucera fuktigheten hos den utandade luften innan den avfuktade utandade luften leds vidare till branslecellssensorn (2) for att varma upp branslecellssensorn (2). 2. Apparatur enligt krav 1, vidare innefattande medel (5) for att forhindra direktflode av luft mellan det mottagande medlet (1) och branslecellssensorn (2). 3. Apparatur enligt krav 2, varvid det forhindrande medlet (5) är manovrerbart mellan en forsta position, vilken leder vasentligen hela luftflodet in i rorledningen (3), och en andra position, vilken mojliggor direktflode av luft fran det mottagande medlet (1) till branslecellssensorn (2). 4. Apparatur enligt krav 2 eller 3, varvid det forhindrande medlet (5) innefattar en ventil, ett glidbart eller roterbart vaggelement eller en kombination darav. 5. Apparatur enligt krav 3 eller 4, varvid det forhindrande medlet (5) manOvreras mot den fOrsta positionen nar en temperatur pa branslecellssensorn (2) är under en fOrutbestarnd troskeltemperatur. 6. Apparatur enligt nagot av kraven 3-5, varvid det forhindrande medlet (5) nnanovreras mot den andra posit ionen nar en ternperatur pa branslecellssensorn (2) är lika med eller Over en forutbestamd troskeltemperatur. 7. Apparatur enligt nagot av foregaende krav, varvid medlet (4) f6r att reducera fuktigheten innefattar en varmevaxlare, ett torkmedelsmaterial, en varmepump, ett jon- 8 537 193 nnennbran eller en konnbination darav. 8. Apparatur enligt nagot av fOregaende krav, varvid apparaturen är konfigurerad att vara lostagbart ansluten till en anordning for alkoholutandningsprov. 9. Apparatur enligt nagot av kraven 1-7, varvid apparaturen är konfigurerad att inkorporeras i en anordning fOr alkoholutandningsprov. 10. Anordning fOr alkoholutandningsprov innefattande en uppyarmningsapparatur enligt nagot av foregaende krav. 11. Nykterhetssparranordning f6r fordon innefattande en anordning for alkoholutandningsprov enligt krav 10. 12. Forfarande for att varma upp en anordning for alkoholutandningsprov uppvisande en branslecellssensor (2) innan en matning av alkoholutandningskoncentration utf6rs, kannetecknad av att forfarandet innefattar: 1. att nnotta ett floozie av utandad luft fran en anyandare; 2. att leda flodet av utandad luft via en separat rorledning (3) for att reducera luftens fuktighet; 3. att leda flodet av avfuktad luft tan den separata rorledningen (3) till branslecellssensorn (2) for att varma upp branslecellssensorn (2). 13. FOrfarande enligt krav 12, vidare innefattande steget 1. att forhindra direktflode av luft mellan det mottagande medlet (1) och branslecellssensorn (2). 14. Forfarande enligt krav 13, vidare innefattande stegen

1. att leda vasentligen alit av ett f6rsta flode av utandad luft in i rorledningen (3); och

2. att leda vasentligen alit av ett andra flode av utandad luft direkt mellan det mottagande medlet (1) och branslecellssensorn (2). 9 537 193 1/1