本发明专利技术涉及一种用于对人员进行呼吸测试的系统。所述系统包括传感器单元(5)，所述传感器单元被构造以感测存在于流动通过预定入口区域(4)的空气中的挥发性物质、例如酒精的存在性或浓度，并且产生对应于所述挥发性物质的浓度的信号。分析器(10)测定所述人员的呼吸中的所述挥发性物质的浓度。所述系统包括在与呼吸检测重合的时间点暂时中断所述空气流动的机构(9、10、12、14)。本发明专利技术还涉及一种方法，所述方法包括：中断流动通过所述预定区域的空气流动一预定时间段、以及在所述中断期间检测所述挥发性物质的浓度。
【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感测人员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，接口件应当是分离的一次性用件。为了确保正确地测定，受测试的人员需要以几 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，这需要大量时间和气 力。由于水冷凝，接口件的处理是耗时的并且呈现不期望的错误源。测定的精确性呈现越 来越大的挑战，尤其是在测定与法定速度相关时。出于提供证据的目的，高度精确的呼吸分 析器是商业可获得的，但是非常昂贵。对于能够以低成本精确和可靠地进行呼吸测试并且 使受测试人员所需的气力最小化的量产装置而言具有强大的市场需求。 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机构。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
本专利技术的目的是增加呼吸测试系统的精确性。本专利技术基于一些关键元件，组合所 述关键元件将提供必需的特征。首先，具有一种传感器单元，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的酒精浓度的信号，所述入口区域指的是允许空气从入口区 域持续流动至传感器单元的一个或多个开口。其次，包含有分析器以用于根据传感器信号 测定所述人员的呼吸酒精浓度。第三元件是用于在与检测呼吸样本重合的时间点控制中断 空气流动、允许传感器单元在完成测定后的短时间段之后得以净化的机构。在根据本专利技术 的系统的一个实施例中，在系统中还包括用于产生或协助空气流动的机构，例如风扇或泵。 在这个实施例中，通过在检测呼吸之后主动关闭风扇来完成空气流动中断，并且在测定之 后进行自动净化。在不具有风扇或泵的另一实施例中，借助于瓣阀来实现空气流动中断。当 然，这些实施例也可以组合使用。 基本元件的组合功能对于获得所需精确度而言是必须的，也是足够的。本专利技术的 一个改进之处在于通过中断空气流动而将采样空气截留在传感器单元内。因而，将以比其 它情况更高的浓度来进行呼吸分析。这也将导致精确度提高。 通过中断空气流动，能够延长测量时间，并且进行信号平均。随后，随机误差减小 一因子λ/(4Α：)，其中T av是平均时间，T s是两个信号样本之间的时间。例如，当T s= 0. 2 秒而Tav= 2秒时，精确度将增大画=3.16。 对于与气流相关的系统误差而言，中断空气流动的优点更为显著，所述系统误差 体现为错误读数。空气流动的影响存在作为直接影响，以及经由温度梯度作为间接影响。这 些误差将高度取决于所使用的实际构件，并且在低浓度时尤为明显。 在测定呼吸酒精浓度或测量背景浓度期间，空气流动的中断应当仅仅是暂时的。 否则，无论系统何时运行，都应当维持通过测量单元的空气流动，以允许持续地监视环境气 体浓度的变化。中断还包括将空气流动暂时减少至相当低的程度，而并非必需使空气流动 完全停止。 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，改进的精确性、可用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。 为了实现这些目的，本专利技术在第一方面中提供了如权利要求1中所限定的用于对 人员进行呼吸测试的系统。所述系统包括：传感器单元，所述传感器单元被构造以感测存在 于流动通过预定入口区域的空气中的挥发性物质的存在性/浓度，并且产生对应于所述挥 发性物质的浓度的信号；分析器，所述分析器用于测定所述人员的呼吸中的所述挥发性物 质的浓度，该测定是基于对应于挥发性物质浓度的所述信号的；以及用于在与检测呼吸重 合的时间点暂时中断所述空气流动的机构。 在第二方面中，本专利技术提供了一种如权利要求12中所限定的对人员执行呼吸测 试的方法。所述方法包括如下步骤：提供一种测试系统，所述测试系统包括传感器，所述传 感器被构造以感测存在于所述测试人员的流动通过预定入口区域（4)的呼吸的空气中的 挥发性物质的存在性/浓度，并且产生对应于所述挥发性物质的浓度的信号；中断通过所 述预定入口区域的空气流动一有限时间段；并且在所述中断期间检测所述挥发性物质的浓 度。【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3示出了利用根据本专利技术的系统执行的典型呼吸测试的时间顺序。【具体实施方式】 图1示出了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）。 所述系统包括传感器单元5,所述传感器单元包括：形成待分析呼吸气体的通道 的隔室C、IR光源6(即IR发射器）、以及能够检测挥发性物质（例如乙醇）的第一传感器 8、能够检测例如CO 2的第二传感器7、并且合适地包括由发动机驱动的风扇或泵9。 该系统适当地还包括存在性检测器2以用于检测测试人员处于系统附近，并且优 选还包括视听单元3,所述视听单元具有显示单元3b和扬声器3a。 该系统还包括分析器10、以及用于针对发动机双向控制电流驱动脉冲的装置14， 所述分析器优选包括能够执行信号算法的通用数字微控制器，所述发动机驱动风扇或泵。 测试人员13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的空气的乙醇浓度的信号。 流动通过传感器单元5的空气流的产生机构由风扇或泵9提供。入口区域4包括一个或多 个开口，通过被风扇9驱动空气可以自由流入所述一个或多个开口。优选地，在入口区域4 中包括例如由多孔材料制成的颗粒过滤器。这阻止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。该系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对人员进行呼吸测试的系统，所述系统包括：传感器单元(5)，所述传感器单元包括：第一传感器元件(8)，所述第一传感器元件被构造以检测在流动通过预定入口区域(4)的呼吸的流动空气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；第二传感器元件(7)，所述第二传感器元件被构造以检测所述流动空气中的示踪气体的存在性；分析器(10)，所述分析器被构造以测定所述人员的呼吸中的所述挥发性物质的浓度，所述测定是基于对应于挥发性物质的浓度的所述信号的；用于产生和控制所述空气流动的机构(10、12、14)，所述用于产生和控制所述空气流动的机构包含有风扇或泵(9)，所述用于产生和控制所述空气流动的机构适于在检测到呼吸之后中断所述空气流动，其中，用于呼吸检测的标准包括示踪气体检测。
【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·史密斯，M·格兰斯塔姆，
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
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