呼吸测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种呼吸测试系统，该系统的不突兀之处在于其不需要使利用该系统的人员采取任何其它行动来呼吸。该系统包括被构造以测试在流过预定入口区域(4)的空气中存在的挥发性物质的存在性或浓度并且产生对应于所述物质浓度的信号的传感器单元(5)。还提供了设备(2、3)，该设备被构造以检测在所述入口区域附近的位置处人员的存在性并且具有记录所述存在性的器件，还构造以通过递送输出而响应所述存在性。该设备包括构造以基于所述人员存在性的所述记录而要求所述人员即时注意的单元、和被构造以向所述人员提供指令来引导呼出空气流向所述入口区域(4)的单元。还提供了用于测定所述人员的呼吸物质浓度的分析器(10)，该测定是基于对应于物质浓度的所述信号的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于无监管地感测人员的呼出呼气中诸如乙醇的物质的存在性/ 浓度的系统。
技术介绍
呼吸酒精浓度（BrAC)与血液酒精浓度（BAC)相关，其近似关系为BrAC= 0.5XBAC。其它物质具有不同的系数。 根据现有技术的受监管式呼吸测试由警察执行，以阻止醉酒驾驶。出于相同的目 的，在车辆中使用酒精锁的无监管式测试也越来越多地得到使用。传感器技术包括催化剂 半导体、燃料电池和红外光谱法。在市场上可获得的不同装置之间有关精确度、特异性、环 境免疫性和响应时间的性能非常多变。用于呼吸测试的装置包括传感器元件，所述传感器 元件在通过紧密配合的接口件获取深呼吸之后提供表示BrAC的信号、并且清空气路，出于 卫生原因，接口件必须是分离的一次性用件。为了确保正确地测定，测试人员需要以几乎最 大肺活量释放用力的呼气。尤其是对于肺活量有限的人员而言，这需要大量气力。由于水 冷凝，接口件的处理是昂贵的、耗时的并且呈现不期望的错误源。 呼吸分析的基本技术在20世纪的下半叶得以发展。最近，已经注意到发展朝向针 对呼吸测试使用更少的突兀器件。Olsson等人（W098/20346)公开了一种系统方案，在所 述系统方案中可以利用水蒸汽作为示踪气体而不使用接口件来执行精确的测量。Lopez (US 5, 458, 853)公开了另一种方法，其使用超声以校正装置和用户嘴之间的距离的相关性。 Hdk等人（GB 2431470)公开了一种系统方法，其使用二氧化碳（CO2)作为示踪气体，并且 与简单算法组合以用于校正稀释的呼吸样本。Lambert等人（2006年4月3日至6日的SAE 世界代表大会）公开了另一种方法。车厢内空气被监控，使用酒精吸收材料来累积样本以 增强分辨能力。同样，使用〇)2作为示踪气体。
技术实现思路
本专利技术的特定目的是将受测人员所需的气力减至最小，而不折损可靠性。其它目 的是减少呼吸测试所需的总时间，并且即使对于无经验的人员而言，该系统也是自我指导 的。 本专利技术是基于一些关键元件的，这些关键元件的组合将提供必需的特征。首先，提 供了一种传感器单元，所述传感器单元提供了对应于流动通过预定入口区域的空气中的即 时酒精浓度的信号。预定入口区域是一个或多个开口，所述一个或多个开口允许空气从入 口区域持续地流向传感器。其次，提供了一种设备，所述设备响应于在传感器入口区域附近 位置处的人员存在性，并且也包括用于要求和引导人员即时注意的单元，并且还包括提供 指令以引导呼出空气流向入口区域的单元。该受引导的呼吸是人员的有意行为。再次，包 括分析器，所述分析器基于传感器信号而测定所述人员的呼吸酒精浓度。 对于有经验的用户的呼吸测试而言，基本元件的组合功能是必须的并且足够在 2-3秒内完全私密地、毫不费力地进行测试，而同时无需接口件，并且也不干扰正常行为，诸 如正在进行的对话。由自动通信的指令来引导无经验的用户成功完成测试。 本专利技术允许在至今尚难以执行测试的各种环境下执行呼吸测试。与利用当前可获 得的产品相比，改进的用户友好性、以及与车辆集成的可能性会是以更大比例地阻止醉酒 驾驶的重要步骤。这被认为是降低与酒精相关的交通事故的高死亡率所必需的。其它有希 望的应用领域是针对负有关键任务的员工的清醒控制、以及针对到达竞技场的观众的清醒 控制。本专利技术还可以用于各种自测试情况，例如治疗酗酒者。预期的是，不突兀地进行呼吸 测试的可行性对于急诊医学中的诊断目的而言变得重要。为此目的，除了乙醇之外，多种挥 发性物质也是令人感兴趣的。 由于现有技术系统的缺点，专利技术人已经设计了一种新型系统。 因此，权利要求1限定了一种呼吸测试系统，所述呼吸测试系统包括：传感器单元 (5)，所述传感器单元被构造以测试在流动通过预定的入口区域（4)的空气中存在的挥发 性物质的存在性或浓度，并且产生对于于所述挥发性物质的浓度的信号；设备（2、3)，所述 设备被构造以检测在所述入口区域附近位置处人员的存在性，并且具有用于记录所述存在 性的记录器件，所述设备还被构造以通过递送输出而响应于所述存在性，所述设备包括基 于对所述人员的存在性的所述记录而要求所述人员即时注意的单元、以及被构造以向所述 人员提供指令来引导呼出空气流向所述入口区域（4)的单元；分析器（10)，所述分析器用 于测定所述人员的呼吸物质浓度，所述测定是基于对应于物质浓度的所述信号的。 本系统的主要优点在于其并不突兀，即其不过度地干扰使用所述系统的人员。【附图说明】 现在将参考附图在下文中描述本专利技术，其中： 图1示出了根据一个实施例的系统的示意图。 图2示出了系统功能的流程图。 图3a示出了针对有经验的人员采用根据本专利技术的系统所执行的典型呼吸测试的 时间顺序，以及 图3b示出了针对无经验的人员采用根据本专利技术的系统所执行的典型呼吸测试的 时间顺序。【具体实施方式】 本专利技术包括物理属性和功能特征二者，在随附权利要求和详细说明中物理属性和 功能特征二者均变得显而易见。 图1是根据本专利技术的系统1的一个实施例的示意图（未按比例绘制）。可以将系 统1构建成处于独立的物理外壳中，或者构建成作为属具的部分，例如处于车厢内。测试人 员12示出为位于传感器单元5的入口区域4附近，所述传感器单元配置有传感器元件8,所 述传感器元件产生对应于流动通过入口区域4的空气中的乙醇浓度的信号。由风扇或泵9 提供用于将空气主动地运送通过传感器单元5的器件，所述器件优选地包括用于控制体积 流量的器件。入口区域4包括一个或多个开口，空气可以自由地流入或者由风扇9驱动而 流入所述一个或多个开口中。优选地，在入口区域4中包含有例如由多孔材料制成的颗粒 过滤器。这阻止了颗粒和气溶胶污染传感器单元5,而同时不以任何显著程度妨碍空气流 动。当引导人员12从不超过50cm的距离处朝向入口区域4呼出空气时，流动通过传感器 单元5的空气将包括环境空气和人员12的呼出空气的混合物。 如
技术介绍
中已经说明的，本系统的中心特征是在短时间内获得人员12的配合。 构造以实现此的设备包括视听单元3、以及用于记录在入口区域4附近的位置处人员12的 存在性的记录器件2。记录器件2的实施高度取决于实际应用，并且可以包括指示门开/关 的微型开关、扩音器、照相机、使用超声或红外辐射的非接触式检测器、响应于人员重量的 力传感器。本系统可以包括通过声音控制、图像分析、条形码读取或生物统计分析而识别人 员的识别器件。视听单元3优选包括扬声器3a和显示器3b。扬声器3a可以产生人工语音 或或象征性声迹，显示器3b可以传达文本、图像、图标或其它符号。 视听单元3优选位于入口区域4的紧邻附近，以便将人员12的注意引导至所述入 口区域。在存在记录时或稍后的时刻，所述视听单元能够要求人员12立即注意。在人员12 可能需要指令的情况下，所述视听单元也能够传输指令，甚至传输详细的指令。 在人员12有经验但是分心或者不专心的情况下，视听单元3紧邻入口区域4的位 置尤为重要。当受到来自视听单元3的信号提醒时，有经验的人员12将以最小延时反应， 并且朝向入口区域4递送受引导的呼吸。替代性的方案将增加人员12的精神负担。 根据实验心理学的研宄，已知的是根据分心的程度、精神负担本文档来自技高网...

【技术保护点】
呼吸测试系统，包括：传感器单元(5)，所述传感器单元被构造以检测在流动通过预定的入口区域(4)的空气流中存在的挥发性物质的存在性和/或浓度，并且产生对应于所述挥发性物质的浓度的信号；设备(2、3)，所述设备被构造以记录在所述入口区域(4)附近的位置处人员的存在性，并且具有用于记录所述人员的存在性的记录器件，所述设备还被构造以通过递送输出而响应于所述人员的存在性，所述设备包括：i)被构造以根据对所述人员的存在性的所述记录而要求以及引导所述人员即时注意的单元，所述单元包括位于所述入口区域(4)紧邻附近的视听单元(3)；以及ii)被构造以向所述人员提供指令来引导呼出空气流向所述入口区域(4)的单元；分析器(10)，所述分析器用于测定所述人员的呼吸物质浓度，所述测定是基于对应于所述挥发性物质的浓度的所述信号的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·赫克，L·特纳尔兹，L·史密斯，A·凯斯多特安德森，
申请(专利权)人：汽车交通安全联合公司，
类型：发明
国别省市：美国;US