专利名称：一种呼出气体酒精含量的检测方法
一种呼出气体酒精含量的检测方法技术领域：
本发明涉及一种呼出气体酒精含量的检测方法，尤其是指一种当呼出气 体量达不到规定值时对呼出气体中的酒精含量进行测量的方法。背景技术：
酒后驾车是道路交通事故的主要原因之一，各国都对酒后驾车有严格的 控制。呼出气体酒精含量测试仪是用来測量驾驶员肺深部呼出气体中酒精含 量的测试仪。由于肺深部呼出气体中酒精含量与血液中酒精含量有一定的对 应关系，因此知道了肺深部呼出气体中酒精含量就可以知道血液中的酒精含 量，从而作为交通违规处罚的依据。呼出气体酒精浓度测试仪一般由以下几部分构成吹嘴及管道系统、酒 精传感器、采样系统、信号处理装置、显示装置及控制装置。酒精浓度测试 仪有主动測量和被动测量两种不同的搡作模式，某次测量是主动测量还是被 动测量必须事先通过掩建来设定。如图1所示，现有的酒精浓度测试仪主动测量的工作过程是按动主动 测量按键，被测者先吸一口气，再通过吹嘴连续呼出气体，吹气开始，如果 吹入吹嘴的气体压力值大于规定的值，测试仪进行呼出气体体积检测，若最 终的呼出气体体积小于规定值，显示装置会提示吹气失败，要重新进行吹气。 如图2所示，若最终的呼出气体体积大于规定值，声光提示会提示吹气成功， 则由测试仪的采样系统采集呼出的气体送入酒精传感器中进行分析并显示测 量结果。如图3所示，如果^A吹嘴的气体压力值小于规定的值，显示装置 显示吹气失败，此次测量失败。这种方式一舶:被称为主动测量。主动测量的 结果是否反应血液中的酒精含量除了取决于酒精传感器的好坏，还取决于采 集到的气体是否是肺深部的气体。由于呼出的气体中一部分来自于口腔，气管等上呼吸道，这部分气体不 能反映肺深部的酒精舍量，如果用这部分气体进行采样及检测，得出的酒精含量结果会偏低。因此，各国都规定，作为执法用的呼出气体酒精含量测试 仪测量的必须是肺深部的气体。但每个人肺容量不一样，《艮难界定什么样的 气体是肺深部气体，因此，出于可操作性的需要， 一船见定连续呼出气体达到一定的量以后就认为是肺深部的气体。如德国德尔格酒精测试仪(Drager) 采用的标准是1,2L，德国安威特酒精测试仪(EnviteC)的标准也是1.2L。还 有一些公司的产品是通过规定呼出气体的压力及连续吹气时间来保证测量的 是肺深部气体中的酒精含量。这样，如果连续呼出气体没有达到1.2L或没有 达到规定的压力及吹气时间，则现有的酒精测试仪会给出皿报警，如显示 吹气失败、吹气不足或同时发出声光报警。相应地，不对这次呼气进行釆样 及测量，也没有测量结果。这样做的好处是可以保证测量的是肺深部的气体。显而易见，上述做法的不足之处是如果呼出气体没有达到规定的量，就 不对已经呼出的气体进行采样及检测，这次吹气就作废，被测者还要重新吹 气。对于那些已经喝酒，担心受到处罚的驾驶员，他们会有一种逃避心理， 往往会通过故意吹气不连续，故意吹气中断等方式不配合交警的检测，这样， 一次成功的检测往往要多次吹气，降低了工作效率。对于一些没有能力吹气，如严重醉酒甚至昏迷的人， 一些现有的酒精测体来进行定性测量，给出有酒精或无酒精的定性测量结果。这种方式一般被 称为被动测量。这样做的好处是可以对这些人呼出气体进行定性判断，再做 出进一步处理，如作血液检查。由于现有的测试仪中被动测量与主动测量是两种不同的操作模式，必须 事先通过,来设定某次测量是进行主动测量还是被动测量。而且，目前的 被动测量需要通过按一下掩建来开始采样呼出气体，即不是自动控制采样时 机，而且采样时间很短，被测量者如果不想Si合，交警就不能有效地测量到 被测量者呼出的气体，被动测量的结果往往是不理想的，或要经过反复测量 才能得出有效的测量结果。这样就增加了交警的测量时间，测量的效率降低。
发明内容本发明要解决的技术问题在于在进行主动测量吹气失败后，提供呼出 气体中酒精浓度的测量结果，提高测量效率。一种呼出气体酒精含量的检测方法向吹嘴中主动吹入气体，测试仪对 吹入的气体进行体积检测，如果吹入吹嘴的气体体积大于规定的值，测试仪 的采样系统采集呼出的气体送入酒精传感器中并进行分析后显示具体酒精含 量的测量结果，如果吹入吹嘴的气体体积小于规定的值，仍然启动采样系统 并釆集呼出气体i^酒精传感器进行分析，并显示测量结果。本发明的有益效果在于对于一些吹气不配合者，如果他已经喝了酒， 只要吹了气，虽然吹气量没有达到规定值即吹气失败，也可以进行测量，得 出有酒精、无酒精的定性结果或具体的酒精浓度值。这样，若结果是有酒精 或具体的酒精浓度值，交警在此情形下就处于主动的地位，此时被测者就会 根据交警的要求认真吹气。这样的设计可以明显缩短整体测量时间，提高测 量效率，同时在测量中让交警处于一种比较有利的地位。
图1是现有技术中测量过程的流程示意图；图2是现有技术中测量吹气成功的显示结果示意图；图3是现有^t术中测量吹气失败后的显示结果示意图；图4是本发明测量系统的结构示意图；图5是本发明的测量过程通用的流程示意图；图6是本发明测量特例一的流程示意图；图7是本发明测量特例二的流程示意闺；图8是本发明吹气失败后显示的定性测量结果为有酒精的示意图；图9是本发明吹气失败后显示的定性测量结果为无酒精的示意图；图io是本发明吹气失败后显示为酒精浓度数值的示意图。
具体实施方式如图4所示， 一种呼出气体酒精含量测试仪包括吹嘴及管道系统1， 酒精传感器5,采样系统4，温度传感器17和流量及压力传感器2，三个信 号处理装置(3， 6, 16),中央处理器18，显示装置7，控制装置13，声光 提示装置8，存储装置9，电源管理IO，通讯接口 11以及打印接口 12。吹嘴及管道系统l包括吹嘴及两个管道，两个管道分别与采样系统4和流量及压力传感器2相连 所述的采样系统4可以是一个可控的电子泵或其 他的机械泵，它可以通过与吹嘴相连的管道将吹嘴中的气体抽取到酒精传感 器5中。所述的酒精传感器5可以是燃料电池传感器，半导体传感器或红外 线传感器，它可以将酒精浓度转换成电压，再通过信号处理装置6进行信号 处理。所述的信号处理装置6可以是运算放大器及相关电路，通过它可以将 酒精传感器或压力传感器输出的信号进行放大及滤波。所述的信号处理装置 还可以包括模数转换器，它可以将放大后的信号转换成数字信号再传送给中 央处理器18。当然，该才莫数转换器也可以集成在中央处理器18中。吹嘴上的另一个管道与压力及流量传感器2相连。所述的压力及流量传 感器2可以是半导体压力传感器也可以是电容式压力传感器或转轮式机械结 构，通过它可以计算出吹气的压力及呼出气体的体积，当吹气压力大于某一 规定值时，可以判断出吹气已经开始，当呼出气体压力小于某一规定值时， 可以判断为吹气中断或吹气已经结束。相应地，当连续呼气达到规定的量后， 表示吹气已经成功，可以通过发出声光指示，提醒吹气者结束吹气过程。在釆样系统4的附近还设有温度传感器17,它可以测量空气的温度，根 据经验公式对测量出的酒精浓度进行补偿。显示装置7是一个液晶显示屏，用于显示具体的测量结果的数值及吹气 失敗的提示。声光提示装置8包括两个装置。 一个是通逸良光二级管的亮与灭来表示 吹气正在进行或某种不正常状态。另一个是通过蜂鳴器或喇叭来发出声音进 行提示及报警，另外，本发明中所迷的酒精浓度测量结果是指通过信号处理装置处理分 析过的酒精浓度的结果，具体显示包括显示装置定性的有酒精或无酒精的显 示结果及具体的酒精浓度数值的显示结果。而显示装置中显示的吹气失败只 是仪器提供的一种吹气状况的提示。本发明中的显示装置也可以是发光二级管，如设定发光二级管变绿表示 无酒精，变红表示有酒精，变黄表示吹气失败。显示装置也可以是声音提示 来表示酒精浓度的测量结果及吹气失败。酒精浓度测量的结果可以通过通讯接口 11上传到电脑中或通过打印接口 12进行打印。控制装置13包括主动测量M 15和被动测量##: 14。 如图4及图5所示，在进行主动测量时，先装上吹嘴，并开机，当显示 装置7上提示准备就绪时可以开始工作。被测者先吸一口气，再通过吹嘴呼 出气体。酒精测试仪通过主动测量,15或压力触发来判断是否是吹气开 始。在酒精测试仪判断吹气开始后，当到达测试仪设置的采样时间时，如1 秒钟，采样系统4就启动，对呼出的气体进行采样，采样的时间是系统设定 的，也可以定时反复采样，如吹气开始后就采样，之后每隔若千时间后再采 样一次。采样后，采样系统4将气体送入酒精传感器5进行酒精浓度分析， 并将分析数据送入中央处理器18,中央处理器18对气体是否有酒精及酒精 的浓度进行计算，并将计算结果保存下来。继续吹入气体，压力及流量传感器2启动，测试仪对吹入气体的压力大 小it行判断。若^气体的压力值大于测试仪预先设定的规定值，则声光提示装置8 提示吹气正在进行，同时启动气体流量计算，由于吹嘴的直径是固定的，所 以，将压力乘以吹气的时间就可以计算出气体的体积。若吹入的气体体积小于测试仪预先设定的规定值，如L2L，则等待到下 一次采样时间，再重新进行测量。若吹入的气体体积大于测试仪预先设定的规定值，如L2L，声光提示装 置8的LED灯变绿且声音提示吹气成功，吹气可以结束。此时，采样系统4 将气体送入酒精传感器5中进行分析得出酒精浓度的测量结果并存入中央处 理器18。此时，如图2所示，中夹处理器18将对此次测量所有存入的酒精 浓度的值进行比较分析，得出一个最终的酒精浓度结果并在显示装置上显示 酒精浓度测量结果。如何根据这些数据计算得出这次测量的呼气中酒精浓度， 不同的厂家可以有不同的方法。测试结果可以通过按键来选择进行结果打印 或上传到电脑中。在进行压力检测时，如果吹出气体的压力小于测试仪预先设定的规定值， 一般会认为是吹气中断，声光提示装置8会提示吹气失败，同时表示吹气结 束。 一旦吹气失败，此时测试仪仍然对呼出的气体进行采样，并通过酒精传感器5及信号处理装置6进行分析，并将分析的数据传送给中央处理器18, 中央处理器18对来自信号处理装置6的数据进行分析并得出酒精浓度的测量 数值，此数值会被存储下来。在吹气失败的情况下，如图8及图9所示，中 央处理器18将根据此次测量所有存入的酒精浓度的测量数据，按照预先设定 的规定，得出一个最终的有酒精或无酒精或类似的定性结果并在显示装置上 显示。并且，依旧可以通过皿选择进行结果打印或上传到电脑中。另外，根据预先设定，测试仪也可以只进行压力值及吹气时间的判断， 此种情况下，由于吹嘴的直径是一定的，可以据此计算出吹出气体的体积， 只要压力及吹气时间超过规定值，即认为是吹气成功，否则是吹气失败。如图6所示，是图5所示酒精浓度测试过程的特例一。即不管此次吹气 是否成功，气体釆样及酒精浓度分析是在吹气结束之后进行的，当吹气正在 进行时并不进行任何气体采样及酒精浓度分析。如图7所示，是图5所示酒精浓度测试过程的特例二。即不管此次吹气 是否成功，气体采样及酒精浓度分析是在吹气结束之前进行的，当吹气结束 之后不再进行任何气体采样及酒精浓度分析，只是根据吹气结束之前测量的 数据得出最终测量结果。在图5，图6及图7所示的测量过程中，在吹气成功的情况下显示的是 具体的酒精浓度的数值，当然，显示的也可以是有酒精或无酒精等类似的定 性的结果，至于多少浓度以上认为是有酒精及多少浓度以下是无酒精，不同 的厂家可以有不同的规定。在吹气失败的情况下，既可以如图8及闺9所示 显示为有酒精或无酒精，也可以如图IO所示显示出酒精浓度的数值，但此时 的数值并不代表肺深部或血液中的酒精浓度，因此必须同时注明吹气失败的 信息，以与图2所示的吹气成功时显示的酒精浓度的数值进行区别。另外，如果被测人无法进行吹气或不愿意进行吹气，还可以通过被动测 量进行得到定性的有酒精或无酒精的测量结果。
权利要求
1. 一种呼出气体酒精含量的检测方法向吹嘴中主动吹入气体，测试仪对吹入的气体进行体积检测，如果吹入吹嘴的气体体积大于规定的值，测试仪的采样系统采集呼出的气体送入酒精传感器中进行分析后显示具体的酒精含量的测量结果，如果吹入吹嘴的气体体积小于规定的值，其特征在于测试仪仍然启动采样系统采集呼出气体送入酒精传感器进行分析，并显示测量结果。
2. 如权利要求l所述的一种呼出气体酒精含量的检测方法，其特征在于只 有在吹气结束之前，测试仪才进行气体采样及进行酒精浓度的分析并得出测 量结果。
3. 如权利要求l所述的一种呼出气体酒精含量的检测方法，其特征在于在 吹气结束之前，并不进行气体采样及酒精浓度检测，只有当吹气结束之后， 才进行气体采样及酒精浓度分析并得出测量结果。
4. 如权利要求l所述的一种呼出气体酒精含量的检测方法，其特征在于在 吹气结束之前，测试仪进行一次或多次气体采样及酒精浓度分析，并把分析 结果保存下来，在吹气结束之后又进行一次或多次的气体采样及酒精浓度分 析，最后根据上述多次的分析数据得出测量结果。
5. 如权利要求l、 2、 3及4中任一项所述的一种呼出气体酒精含量的检测方 法，其特征在于当^v吹嘴的气体体积小于规定的值时，显示吹气失败信 息的提示，并同时显示有酒精或无酒精的定性测量结果。
6. 如权利要求l、 2、 3及4中任一项所述的一种呼出气体酒精含量的检测方 法，其特征在于当吹入吹嘴的气体体积小于规定的值时，显示吹气失败信 息的提示，并同时显示具体的酒精浓度数值。
7. 如权利要求l、 2、 3及4中任一项所述的一种呼出气体酒精含量的检测方 法，其特征在于所迷吹气结束的判断可以通过压力检测来进行，也可以通 过呼出气体的体积检测来进行，或者结合压力及呼出气体的体积检测来进行'
全文摘要
一种呼出气体酒精含量的检测方法向吹嘴中主动吹入气体，测试仪对吹入的气体进行体积检测，如果吹入吹嘴的气体体积大于规定的值，测试仪的采样系统采集呼出的气体送入酒精传感器中并进行分析后显示具体的酒精含量的测量结果，如果吹入吹嘴的气体体积小于规定的值，测试仪仍然启动采样系统采集呼出气体送入酒精传感器进行分析，并显示测量结果。
文档编号G01N33/98GK101271119SQ20071008992
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者潘卫江 申请人:潘卫江