EA025809B1 - Способ и устройство для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе - Google Patents

Способ и устройство для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе Download PDF

Info

Publication number
EA025809B1
EA025809B1 EA201390860A EA201390860A EA025809B1 EA 025809 B1 EA025809 B1 EA 025809B1 EA 201390860 A EA201390860 A EA 201390860A EA 201390860 A EA201390860 A EA 201390860A EA 025809 B1 EA025809 B1 EA 025809B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
alcohol
exhaled air
concentration
sample
fuel cell
Prior art date
Application number
EA201390860A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201390860A1 (ru
Inventor
Найджел Эванс
Лей Уоллингтон
Original Assignee
Алко Системс Свиден Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алко Системс Свиден Аб filed Critical Алко Системс Свиден Аб
Publication of EA201390860A1 publication Critical patent/EA201390860A1/ru
Publication of EA025809B1 publication Critical patent/EA025809B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/087—Measuring breath flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/097—Devices for facilitating collection of breath or for directing breath into or through measuring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225—Details of analogue processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means using visual displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/02—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver
    • B60K28/06—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver responsive to incapacity of driver
    • B60K28/063—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver responsive to incapacity of driver preventing starting of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • G01N33/4972—Determining alcohol content
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/98—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving alcohol, e.g. ethanol in breath
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/24—Drug level, e.g. alcohol

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом пользователем воздухе. Поток пробы выдыхаемого воздуха проходит через датчик на основе топливного элемента, который выдает выходной сигнал, пропорциональный количеству алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха. Путем измерения скорости потока может быть вычислен объем пробы выдыхаемого воздуха, при этом вычисляют концентрацию алкоголя в выдыхаемом воздухе на основе выходного сигнала топливного элемента. Значения объема пробы и концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе непрерывно обновляют путем интегрирования измеренной мгновенной скорости потока и выходного сигнала топливного элемента по времени. Если пользователь прекращает дуть, выполняют компенсацию потока для получения скомпенсированного выходного сигнала топливного элемента с использованием сохраненного калибровочного объема. Таким образом, обеспечивается улучшенный способ точного измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе испытуемого человека, который позволяет обрабатывать различные объемы выдыхаемого воздуха, что устраняет необходимость использования механизма для взятия пробы.

Description

Настоящее изобретение относится к способу измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом пользователем воздухе, как охарактеризовано в ограничительной части п. 1 формулы изобретения. Способ включает прием потока пробы выдыхаемого пользователем воздуха и измерение скорости потока с помощью датчика давления. Одновременно с этим пробу выдыхаемого воздуха вводят в датчик на основе топливного элемента. Выходной сигнал датчика на основе топливного элемента используют для определения количества алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха и, таким образом, концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Другой аспект изобретения относится к устройству для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом пользователем воздухе, как охарактеризовано в ограничительной части п.7 формулы изобретения. Устройство содержит средства для взятия пробы, используемые для приема пробы выдыхаемого пользователем воздуха, средства для измерения скорости потока пробы, датчик на основе топливного элемента и микроконтроллер. Микроконтроллер сконфигурирован для вычисления количества алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха и, таким образом, концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе на основе выходного сигнала датчика на основе топливного элемента.
Предпосылки к созданию изобретения
В общем, имеются два способа, используемые для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе и, таким образом, определения концентрации алкоголя в крови человека. В первом способе используют инфракрасную спектроскопию, посредством которой пробу выдыхаемого человеком воздуха подвергают инфракрасному облучению. Молекулы пробы выдыхаемого воздуха поглощают определенные частоты, называемые резонансными частотами, которые являются характерными для этих молекул. Например, поглощение молекулами этанола порождает определенный инфракрасный спектр, который может использоваться для определения количества этанола в пробе выдыхаемого воздуха и, таким образом, концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе. Хотя этот способ имеет высокую точность измерения, датчики на основе инфракрасной спектроскопии являются дорогими, что ограничивает их применение в приборах массового производства.
Вторая широко используемая технология базируется на датчике на основе топливного элемента, который преобразует топливо в виде алкоголя (этанола) в электрический ток в ходе электрохимической реакции. Датчики на основе топливного элемента имеют более низкую точность по сравнению с датчиками на основе инфракрасной спектроскопии, но они намного дешевле. Однако для датчика на основе топливного элемента требуется, чтобы проба выдыхаемого воздуха имела определимый объем для правильного определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Традиционные системы анализаторов на основе топливных элементов работают посредством механической системы для взятия пробы, которая втягивает заранее заданный объем выдыхаемого воздуха в топливный элемент для проведения анализа. Механические средства могут включать двигатели, электромагнитные клапаны, устройства на базе поршневых цилиндров, мембранные механизмы или нажимные кнопки, соединенные с насосной или сильфонной системой. В документе И8 6167746 описывается устройство, содержащее клапан с электронным управлением, используемый для подтверждения того, что через топливный элемент проходит необходимый объем выдыхаемого воздуха. В документе И8 2005/0241871 описывается устройство блокировки при обнаружении алкоголя, содержащее датчик давления и электромагнитный клапан, работающие независимо друг от друга, обеспечивая переменный поток выдыхаемого воздуха к топливному элементу. Микропроцессор дает команду электромагнитному клапану оставаться открытым в течение конечного промежутка времени для предоставления заранее заданного объема пробы выдыхаемого воздуха и рассчитывает алгоритмический поправочный коэффициент на основе показаний давления для выдачи результата в виде скомпенсированного давлением количества алкоголя.
Способы, описанные в известном уровне техники, включают современные схемы управления и сложные или громоздкие механические компоненты, которые увеличивают стоимость системы и ограничивают возможности уменьшения размеров системы без потери точности.
Таким образом, необходимы улучшенные способы измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, обладающие высокой точностью и позволяющие получить компактные устройства, которые могут быть изготовлены по низкой стоимости.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание улучшенного способа измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, обладающего высокой точностью и позволяющего получить компактные измерительные устройства, которые могут быть изготовлены по низкой стоимости.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе. Способ включает следующие конкретные шаги, охарактеризованные в отличительной части независимого п. 1 формулы изобретения. На основе измеренной скорости потока вычисляют объем пробы выдыхаемого воздуха. По мере выдыхания пробы выдыхаемого воздуха объем пробы и объем алкоголя в пробе непрерывно обновляют путем интегрирования измеренной мгновенной скорости потока и выходного сигнала топливного элемента по времени. Если пользователь прекращает дуть,
- 1 025809 выполняют компенсацию потока, при этом выходной сигнал топливного элемента компенсируют с использованием сохраненного калибровочного объема для получения конечного скомпенсированного выходного сигнала топливного элемента.
Путем компенсирования выходного сигнала топливного элемента для способа и устройства гарантируется точность измерения независимо от объема пробы выдыхаемого воздуха. Поскольку в способе не требуется заранее заданный объем пробы выдыхаемого воздуха, нет необходимости в механических системах для взятия пробы, используемых в известном уровне техники, при этом измерительное устройство может быть изготовлено более компактным с меньшим количеством подвижных частей или вообще без них. Таким образом, размеры и стоимость устройства могут быть значительно уменьшены.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предлагаемый способ также включает определение концентрации алкоголя в крови на основе концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе и отображение полученной в результате концентрации алкоголя в крови.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемый способ включает выполнение компенсации по формуле у
РС = РС еа1 ''ютр т, '
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемый способ включает предотвращение запуска транспортного средства, если вычисленная концентрация алкоголя в выдыхаемом воздухе превышает заранее заданное пороговое значение.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемый способ включает измерение скорости потока с помощью расходомера на основе давления, предпочтительно расходомера Вентури или измерительной диафрагмы в комбинации с датчиком давления. Преимущество расходомера на основе давления заключается в предоставлении компактного компонента с меньшим количеством подвижных частей или без них и в обеспечении эффективного использования пространства в устройстве, осуществляющем способ согласно изобретению.
В соответствии с настоящим изобретением, как охарактеризовано в независимом п.7 формулы изобретения, также предлагается устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе. Устройство содержит средства, охарактеризованные в отличительной части независимого п.7 формулы изобретения. На основе результатов измерения скорости потока, микроконтроллер сконфигурирован для вычисления объема пробы выдыхаемого воздуха. Микроконтроллер также сконфигурирован для непрерывного обновления объема пробы выдыхаемого воздуха и концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе путем интегрирования измеренной мгновенной скорости потока и выходного сигнала топливного элемента по времени. Микроконтроллер выполнен с возможностью выполнения, если пользователь прекращает дуть, компенсации потока на основе выходного сигнала топливного элемента для получения конечного скомпенсированного выходного сигнала топливного элемента.
Предпочтительные варианты осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением содержат признаки, соответствующие способу, описанному выше.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагается устройство блокировки при обнаружении алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе в соответствии с настоящим изобретением, и транспортное средство, содержащее такое устройство блокировки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано графическое представление выходного сигнала топливного элемента во времени.
На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 3 представлена структурная схема устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Изобретение будет объяснено ниже посредством подробного описания примеров его осуществления со ссылкой на приложенные чертежи. Следует понимать, что изобретение не ограничивается вариантами, показанными на чертежах и описанными ниже, но может изменяться для включения любой комбинации эквивалентных признаков в пределах сущности изобретения, определяемой приложенной формулой изобретения.
Когда проба выдыхаемого воздуха проходит через топливный элемент устройства для измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, также известного как Вгса1ка1у5сг® (товарный знак, владельцем которой является фирма Эгадсг). алкоголь (этанол), присутствующий в пробе выдыхаемого воздуха, окисляется в ходе электрохимической реакции, что создает измеримый электрический ток. На фиг. 1 показан типичный отклик на выходе топливного элемента в виде графика зависимости выходного напряжения от времени. Площадь под кривой вычисляется путем интегрирования напряжения по времени, что дает величину РС, которая прямо пропорциональна концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Для обеспечения точного измерения концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе, уст- 2 025809 ройство Вгеа1йа1у8ег должно быть откалибровано с использованием пробы с известной концентрацией и количеством алкоголя. При последующем проведении теста на наличие алкоголя в выдыхаемом воздухе испытуемого человека для устройства Вгеа1йа1у8ег требуется заранее заданный объем пробы, соответствующий объему, используемому для калибровки. Когда подается необходимый объем, устройство ВгеаШа1у8ег сравнивает площадь под кривой выходного сигнала (напряжения) топливного элемента тестовой пробы со значением, сохраненным после процедуры калибровки, и дает показание тестируемой концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Требование наличия определенного объема пробы представляет главное неудобство в известных устройствах Вгеа1йа1у8ег. Во-первых, если, например, испытуемый человек имеет малый объем легких или по какой-либо другой причине не может предоставить заранее заданный объем пробы выдыхаемого воздуха, действительная проверка выдыхаемого воздуха может быть не выполнена. Во-вторых, механизм для взятия пробы, необходимый устройству Вгеа1йа1у8ег для измерения и получения определенного выбранного объема пробы, а также для предоставления его топливному элементу (например, датчики давления, клапаны, насосы и т.д.), может быть довольно дорогим и/или громоздким, что накладывает ограничение на возможности минимизации размеров устройства и сокращения стоимости его изготовления.
В подобном способе, как и при измерении площади для сигнала топливного элемента, объем пробы выдыхаемого воздуха может быть определен путем вычисления площади под кривой зависимости объемной скорости потока пробы от времени. Скорость потока измеряют с помощью подходящего расходомера, например механического расходомера, расходомера на основе давления, оптического расходомера, теплового расходомера или электромагнитного расходомера. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используют расходомер на основе давления, такой как расходомер Вентури, измерительная диафрагма или эквивалентный расходомер в комбинации с датчиком давления.
Лабораторные испытания показали, что изменение объема Уь, выдыхаемого воздуха линейно связано с выходным сигналом РС,,,,, топливного элемента для любой конкретной концентрации алкоголя:
Используя измеренный и сохраненный калибровочный объем Уса1 для выполнения компенсации потока для выходного сигнала РСо1|| топливного элемента и подставляя выражение для постоянной к = РСои/Уь в соответствующее уравнение, получают скомпенсированное значение для выходного сигнала РСсотр топливного элемента:
у
РС - РС 'е/тр А '“'он/ ,ζ ’
И?
Следовательно, обеспечивается новый неочевидный способ точного измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе испытуемого человека, который предоставляет возможность обработки различных объемов выдыхаемого воздуха, что устраняет необходимость использования механизма для взятия пробы.
На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ в соответствии с настоящим изобретением. На первом шаге 8210 пользователь начинает дуть в измерительное устройство, обычно с помощью трубки или канала для взятия пробы, которые выполнены из пластика или другого подходящего материала, дешевого в отношении изготовления, и являются сменными для обеспечения условий гигиены для пользователя.
По мере того как пользователь продолжает дуть в устройство, измеряют скорость О потока пробы выдыхаемого воздуха, которую используют для вычисления объема Уь пробы выдыхаемого воздуха. На шаге 8202 вычисленный объем Уь пробы выдыхаемого воздуха непрерывно обновляют на протяжении всей процедуры измерения путем интегрирования скорости О потока по времени.
В то же время производят вычисление концентрации ВгАС алкоголя в выдыхаемом воздухе на основе выходного сигнала РС.ш топливного элемента, которую также непрерывно обновляют на шаге 8202 путем интегрирования выходного сигнала РСо1|| топливного элемента по времени.
На шаге 8204 производят проверку, прекратил ли пользователь дуть. Если это так, выполняют компенсацию потока на шаге 8205, как объяснено выше, в результате чего получают конечное скомпенсированное значение для выходного сигнала РСо1|| топливного элемента, которое используют для вычисления скомпенсированной концентрации ВгАСсотр алкоголя в выдыхаемом воздухе. Это значение может затем быть отображено пользователю на шаге 8206 и/или использовано для определения концентрации алкоголя в крови пользователя.
На фиг. 3 схематически показано устройство для измерения концентрации ВгАС алкоголя в выдыхаемом воздухе в соответствии с настоящим изобретением. Измерительное устройство заключено в корпус 1 и содержит сменную входную трубку 2 для пробы выдыхаемого воздуха, используемую для приема пробы выдыхаемого воздуха от пользователя или испытуемого человека. Стрелки указывают направление потока выдыхаемого воздуха через измерительное устройство. Поток выдыхаемого воздуха проходит через первый канал 3, который закрыт на дистальном конце. Расходомер 5 размещен возле дистального конца первого канала 3 и измеряет мгновенную скорость О потока пробы выдыхаемого воздуха через измерительное устройство 1.
- 3 025809
В предпочтительном варианте осуществления изобретения расходомер 5 представляет собой расходомер на основе давления, такой как расходомер Вентури, измерительная диафрагма или эквивалентный расходомер в комбинации с датчиком давления. Тем не менее, скорость О потока может измеряться с помощью любого подходящего расходомера, например механического расходомера, расходомера на основе давления, оптического расходомера, теплового расходомера или электромагнитного расходомера.
Часть потока выдыхаемого воздуха проходит через канал 4 для взятия пробы и поступает в датчик 6 на основе топливного элемента, расположенный вблизи проксимального конца первого канала 3. Алкоголь (этанол), присутствующий в пробе выдыхаемого воздуха, вызывает электрохимическую реакцию в топливном элементе 6 и появление электрического тока. Этот ток является мерой количества алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха и представлен выходным сигналом РСо1|| топливного элемента, обычно напряжением, измеренным на топливном элементе 6.
Расходомер 5 и топливный элемент 6 соединены с микроконтроллером 7, который содержит средства для обработки результатов измерений скорости потока и напряжения топливного элемента. В данном контексте обработка включает нахождение площади под кривыми зависимости скорости О потока и выходного сигнала РСо111 топливного элемента от времени. Указанная площадь соответствует объему Уь пробы выдыхаемого воздуха и концентрации ВгАС алкоголя в выдыхаемом воздухе, соответственно. Это может быть также получено путем интегрирования по времени скорости О потока и выходного сигнала РС'о1|| топливного элемента, соответственно. Микроконтроллер 7 сконфигурирован для непрерывного обновления объема Уь пробы выдыхаемого воздуха и выходного сигнала РСо1|| топливного элемента на протяжении всей процедуры проверки выдыхаемого воздуха.
После того как проба выдыхаемого воздуха пройдет топливный элемент 6, она выходит из корпуса 1 измерительного устройства через выпускную трубку 8.
Кроме того, в измерительном устройстве имеется батарея 9 или любой другой подходящий источник энергии для питания расходомера 5, топливного элемента 6 и/или микроконтроллера 7.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения измерительное устройство может также содержать средства для отображения измеренной концентрации ВгАС алкоголя в выдыхаемом воздухе и/или концентрации ВАС алкоголя в крови. Концентрация ВАС алкоголя в крови может быть определена на основе отношения распределения кровь - воздух, т.е. соотношения между количеством алкоголя в заданном объеме выдыхаемого воздуха и крови. Большинство устройств Вгеа1Ьа1у8ег используют международный стандарт отношения распределения, равного 2100:1, что означает то, что на каждую часть алкоголя в выдыхаемом воздухе приходится 2100 частей алкоголя в крови.
Устройство для измерения алкоголя в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнено очень компактным и может быть включено в устройство блокировки при обнаружении алкоголя. Такие устройства блокировки известны в области техники и не будут подробно описываться в настоящем документе. Устройство блокировки может содержать средства для измерения температуры, влажности и/или концентрации алкоголя в выдыхаемом пользователем воздухе, при этом на основе измерений, попадающих в разрешенные диапазоны (что соответствует тому, что пользователь не находится в алкогольном опьянении), устройство блокировки разрешает запуск транспортного средства или другого оборудования, соединенного с устройством блокировки. Кроме того, устройство блокировки может быть снабжено микропроцессором для анализа результатов устройства для измерения алкоголя и реле, электрически соединенным со стартером транспортного средства или машины.
При использовании устройства для измерения алкоголя в соответствии с настоящим изобретением может быть получено компактное и недорогое устройство блокировки при обнаружении алкоголя, которое может использоваться для контроля запуска любого транспортного средства или машины.

Claims (13)

1. Способ измерения концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом пользователем воздухе, включающий прием потока пробы выдыхаемого пользователем воздуха;
измерение скорости (О) потока пробы выдыхаемого воздуха;
введение пробы выдыхаемого воздуха в датчик (6) в виде топливного элемента;
вычисление концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе на основе выходного сигнала (РСо1||) датчика (6) в виде топливного элемента и вычисление объема (Уь) пробы выдыхаемого воздуха на основе измеренной скорости (О) потока, отличающийся тем, что конечную концентрацию (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе получают путем непрерывного обновления объема (Уь) пробы выдыхаемого воздуха и концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе путем интегрирования измеряемых значений скорости (О) потока и выходного сигнала (РСои|) топливного элемента по времени, независимо от объема (Уь) пробы выдыхаемого воздуха, при этом в момент прекращения пользователем выдыхания воздуха осуществляют компенсацию выходного сигнала (РСои|) топливного элемента с помощью предварительно сохраненного калибровочного объема (Уса1) и с получением таким образом конечного скомпенсированного выходного сигнала
- 4 025809 (РССотр) топливного элемента.
2. Способ по п.1, также включающий определение концентрации (ВАС) алкоголя в крови на основе концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе.
3. Способ по п.2, также включающий отображение полученной в результате концентрации (ВАС) алкоголя в крови.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутую компенсацию выполняют с использованием формулы
V
РС = РС · ^СОШр '“(ИН у, ‘ ч»
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, также включающий предотвращение запуска транспортного средства, если вычисленная концентрация (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе превышает заранее заданное пороговое значение.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором скорость (О) потока измеряют с помощью расходомера (5) на основе давления, предпочтительно расходомера Вентури или измерительной диафрагмы в комбинации с датчиком давления.
7. Устройство для измерения концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее средства (2) для приема пробы выдыхаемого пользователем воздуха;
средства (5) для измерения скорости (О) потока пробы выдыхаемого воздуха; датчик (6) в виде топливного элемента и микроконтроллер (7), сконфигурированный для вычисления концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе на основе выходного сигнала (ЕСо1ц) датчика в виде топливного элемента и вычисления объема (Уь) пробы выдыхаемого воздуха на основе измеренной скорости (О) потока, отличающееся тем, что микроконтроллер (7) выполнен с возможностью осуществления операций способа по п.1.
8. Устройство по п.7, в котором микроконтроллер (7) также сконфигурирован для определения концентрации (ВАС) алкоголя в крови на основе концентрации (ВгАС) алкоголя в выдыхаемом воздухе.
9. Устройство по п.8, содержащее средства для отображения полученной в результате концентрации (ВАС) алкоголя в крови.
10. Устройство по любому из пп.7-9, в котором упомянутая компенсация потока выполняется с использованием формулы ν
гл/’ _са1 ^'''согар ^^ουί -ι? '
11. Устройство по любому из пп.7-10, в котором средства для измерения скорости (О) потока представляют собой расходомер (5) на основе давления, предпочтительно расходомер Вентури или измерительную диафрагму в комбинации с датчиком давления.
12. Устройство блокировки при обнаружении алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее устройство по любому из пп.7-10.
13. Транспортное средство, содержащее устройство блокировки при обнаружении алкоголя в выдыхаемом воздухе по п.12.
Фиг. 1
- 5 025809
Фиг. 2
EA201390860A 2010-12-20 2010-12-20 Способ и устройство для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе EA025809B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2010/051421 WO2012087187A1 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Method for measuring breath alcohol concentration and apparatus therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201390860A1 EA201390860A1 (ru) 2014-01-30
EA025809B1 true EA025809B1 (ru) 2017-01-30

Family

ID=46314215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201390860A EA025809B1 (ru) 2010-12-20 2010-12-20 Способ и устройство для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе

Country Status (10)

Country Link
US (3) US10942168B2 (ru)
EP (1) EP2656067B1 (ru)
JP (1) JP6023075B2 (ru)
KR (1) KR101807802B1 (ru)
CN (1) CN103380374B (ru)
CA (1) CA2821907C (ru)
DK (1) DK2656067T3 (ru)
EA (1) EA025809B1 (ru)
ES (1) ES2806125T3 (ru)
WO (1) WO2012087187A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755128C1 (ru) * 2017-08-25 2021-09-13 Дрегер Сэйфти Аг Унд Ко. Кгаа Измерение алкоголя в выдыхаемом воздухе с бесконтактной сдачей пробы

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE537211C2 (sv) * 2012-06-19 2015-03-03 Alco Systems Sweden Ab Förfarande för att mäta alkoholutandningskoncentration och apparatur därför
SE537365C2 (sv) * 2012-06-27 2015-04-14 Alco Systems Sweden Ab Anordning, förfarande och utrustning för kalibrering av en anordning avsedd för alkoholutandningsprov
JP6004535B2 (ja) * 2012-12-28 2016-10-12 フィガロ技研株式会社 ガス検出装置
EP2762882B1 (en) * 2013-01-31 2020-11-25 Sensirion AG Portable electronic device with ketone sensor
EP2976639B1 (en) * 2013-03-21 2018-10-31 2045 Tech S.r.l. Method and apparatus for detecting breath alcohol concentration based on acoustic breath sampler
JP6268484B2 (ja) * 2014-06-11 2018-01-31 株式会社タニタ 生体ガス検知装置、方法、及びプログラム
ES2734380T3 (es) 2014-06-27 2019-12-05 Pulse Health Llc Cartucho de análisis y método de uso del mismo
US20160022172A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Lifeloc Technologies, Inc. Systems and methods for fluid testing
EP3018476A1 (en) 2014-11-10 2016-05-11 Knightsbridge Alcosystems Limited Sobriety test authentication process and device
US10604011B2 (en) 2015-10-13 2020-03-31 Consumer Safety Technology, Llc Networked intoxication vehicle immobilization
US10663440B2 (en) 2016-09-09 2020-05-26 Consumer Safety Technology, Llc Secure data handling in a breath alcohol calibration station
US10877008B2 (en) 2016-09-09 2020-12-29 Consumer Safety Technology, Llc Reference gas management in a breath alcohol calibration station
US20180174486A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-21 GM Global Technology Operations LLC Impairment detection device with performance feedback system and method of operating the same
US11022599B2 (en) * 2017-08-16 2021-06-01 Breathalytics, LLC Self-regulating alcohol breathalyzer
KR102030278B1 (ko) * 2018-06-07 2019-10-10 (주)센텍코리아 저농도용 음주측정기
WO2022116204A1 (zh) * 2020-12-04 2022-06-09 深圳市华盛昌科技实业股份有限公司 一种基于mems的酒精传感器及智能设备
US12458283B2 (en) 2021-01-12 2025-11-04 Khn Solutions, Llc Method and system for remote transdermal alcohol monitoring
KR102531358B1 (ko) * 2021-04-07 2023-05-15 (주)센텍코리아 음주측정기
US20220401308A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Lenore Everson Methods and devices for dispensing medication
US12311759B1 (en) 2022-02-02 2025-05-27 Consumer Safety Technology, Llc Wireless vehicle interface for immobilization system
US12343133B1 (en) 2023-10-27 2025-07-01 Khn Solutions, Llc Method and system for detecting and maintaining performance of an alcohol sensing device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167746B1 (en) * 1998-08-20 2001-01-02 Smart Start Inc. Apparatus and method for determining a person's sobriety
EP1326075A1 (en) * 2002-01-03 2003-07-09 EnviteC-Wismar GmbH Device and method for measuring alcohol vapour concentration
CA2552130A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-15 Omegapoint Systems, Llc Methods of detecting gaseous component levels in a breath
DE102006018970B3 (de) * 2006-04-25 2007-05-03 Dräger Safety AG & Co. KGaA Atemalkoholmessgerät mit Piezoantrieb
US20070154765A1 (en) * 2003-09-19 2007-07-05 Intoximeters, Inc. Methods and apparatus for breath alcohol testing
US7422723B1 (en) * 2003-10-24 2008-09-09 Alcohol Detection Systems, Inc. Alcohol breath test device

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4363635A (en) * 1981-01-26 1982-12-14 Cal Detect, Inc. Method and apparatus for measuring breath alcohol
DE3119341A1 (de) 1981-05-15 1982-12-02 Sachs Systemtechnik Gmbh, 8720 Schweinfurt Atemalkohol-messgeraet
US4459994A (en) 1982-06-23 1984-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Method for assuring valid measured values of breath alcohol concentration
US4770026A (en) 1987-01-15 1988-09-13 Alcotek, Inc. Method of and apparatus for testing breath alcohol
GB8711573D0 (en) * 1987-05-15 1987-06-17 Lion Lab Ltd Measuring apparatus
US4902628A (en) * 1988-08-24 1990-02-20 Guardian Technologies, Inc. Apparatus and method to deter circumvention of a breath sobriety test
DE4344196C2 (de) * 1993-12-23 1997-08-07 Draegerwerk Ag Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen einer elektrochemisch umsetzbaren Substanz in einer Gasprobe
DE10030053A1 (de) * 2000-06-19 2002-01-10 Envitec Wismar Gmbh Atemalkoholmeßgerät
US6550310B1 (en) * 2000-11-28 2003-04-22 Honeywell International Inc. Catalytic adsorption and oxidation based carbon monoxide sensor and detection method
IL148468A (en) * 2002-03-03 2012-12-31 Exalenz Bioscience Ltd Breath collection system
US20030176803A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Edward Gollar Personal breath tester
US20050251060A1 (en) * 2002-03-14 2005-11-10 Edward Gollar Methods of detecting gaseous component levels in a breath
US6792793B2 (en) 2002-03-28 2004-09-21 Ignition Lock International Breath measurement instrument and breath alcohol interlock device incorporating same
US7749169B2 (en) * 2003-04-10 2010-07-06 Intoximeters, Inc. Handheld breath tester housing and mouthpiece
US7878980B2 (en) * 2003-06-13 2011-02-01 Treymed, Inc. Gas flow diverter for respiratory monitoring device
US7204335B2 (en) 2003-10-31 2007-04-17 Sheram Enterprises, Inc. Vehicle sobriety interlock device
JP4570971B2 (ja) * 2005-01-24 2010-10-27 日本電信電話株式会社 酒気帯びチェッカーおよび酒気帯び検知方法
CN101317090B (zh) * 2005-11-29 2012-03-21 Alco系统瑞典公司 确定血液酒精浓度超过一阈值水平的时刻的系统和方法
US20070273537A1 (en) * 2006-04-18 2007-11-29 Dolphin International Resources, Llc, Combined system for tracking offender rehabilitation
FR2906450B3 (fr) * 2006-09-29 2009-04-24 Nellcor Puritan Bennett Incorp Systeme et procede de detection d'evenements respiratoires
SE531742C2 (sv) * 2007-02-01 2009-07-28 Hoek Instr Ab Interaktiv alkometri
CA2692584C (en) * 2007-07-05 2017-12-12 Alcotek Inc. Mouth alcohol tester
US8657757B2 (en) * 2007-07-26 2014-02-25 Pulmone Advanced Medical Devices, Ltd. System and methods for the measurement of lung volumes
JP5141524B2 (ja) * 2008-12-10 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 気体成分検出装置
CN201488975U (zh) * 2009-02-27 2010-05-26 陈新 多模块可拼装呼出气体酒精含量测试仪
US9357946B2 (en) * 2009-04-15 2016-06-07 Nanomix, Inc. Breath condensate sampler and detector and breath/breath condensate sampler and detector
US9272105B2 (en) * 2010-07-09 2016-03-01 New York University System and method for diagnosis and treatment of obstructive sleep apnea

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167746B1 (en) * 1998-08-20 2001-01-02 Smart Start Inc. Apparatus and method for determining a person's sobriety
EP1326075A1 (en) * 2002-01-03 2003-07-09 EnviteC-Wismar GmbH Device and method for measuring alcohol vapour concentration
US20070154765A1 (en) * 2003-09-19 2007-07-05 Intoximeters, Inc. Methods and apparatus for breath alcohol testing
US7422723B1 (en) * 2003-10-24 2008-09-09 Alcohol Detection Systems, Inc. Alcohol breath test device
CA2552130A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-15 Omegapoint Systems, Llc Methods of detecting gaseous component levels in a breath
DE102006018970B3 (de) * 2006-04-25 2007-05-03 Dräger Safety AG & Co. KGaA Atemalkoholmessgerät mit Piezoantrieb

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755128C1 (ru) * 2017-08-25 2021-09-13 Дрегер Сэйфти Аг Унд Ко. Кгаа Измерение алкоголя в выдыхаемом воздухе с бесконтактной сдачей пробы
US11474096B2 (en) 2017-08-25 2022-10-18 Dräger Safety AG & Co. KGaA Breath alcohol measurement with contactless sample collection

Also Published As

Publication number Publication date
CN103380374A (zh) 2013-10-30
CN103380374B (zh) 2014-07-30
KR20130129405A (ko) 2013-11-28
KR101807802B1 (ko) 2018-01-18
US20240345067A1 (en) 2024-10-17
US10942168B2 (en) 2021-03-09
CA2821907A1 (en) 2012-06-28
US11885795B2 (en) 2024-01-30
DK2656067T3 (da) 2020-07-06
ES2806125T3 (es) 2021-02-16
EP2656067A1 (en) 2013-10-30
CA2821907C (en) 2019-06-11
JP6023075B2 (ja) 2016-11-09
US20130281873A1 (en) 2013-10-24
EP2656067A4 (en) 2017-01-11
EP2656067B1 (en) 2020-03-25
WO2012087187A1 (en) 2012-06-28
US20210270804A1 (en) 2021-09-02
EA201390860A1 (ru) 2014-01-30
JP2014507632A (ja) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA025809B1 (ru) Способ и устройство для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе
JP5873216B2 (ja) 呼気アルコール濃度を測定する方法及びその装置
WO2010025601A1 (zh) 自标定气体传感器
CN103487489B (zh) 自标定呼气一氧化氮分析仪
KR20190142789A (ko) 감지부의 잔존 수명을 추정할 수 있는 음주측정기
US20100327167A1 (en) Spectroscopic gas sensor and method for ascertaining an alcohol concentration in a supplied air volume, in particular an exhaled volume
CN109358005A (zh) 二氧化氮浓度检测装置及方法
CN209264551U (zh) 二氧化氮浓度检测装置
KR102330982B1 (ko) 날숨 온도 측정 기능을 구비한 음주측정기
KR102531358B1 (ko) 음주측정기
HK1208729B (en) Method for measuring breath alcohol concentration and apparatus therefor
US9392997B2 (en) Device and method for determining a fertile phase of a woman by ascertaining a CO2 partial pressure in a respiratory gas of the woman
CN120044088A (zh) 电化学气体分析方法、气体标定装置和微型气体标定装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM