АНАЛИЗАТОР ПАРОВ ЭТАНОЛА В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ С УСКОРЕННОЙ ОЧИСТКОЙ

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована для определения наличия и концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, для обеспечения безопасности на предприятиях и безопасности дорожного движения. Результаты измерения паров этанола в выдыхаемом воздухе являются основанием для принятия решения о допуске работников на предприятие, о допуске водителей к управлению транспортным средством, о состоянии обследуемого лица для целей освидетельствования.
Известно устройство для определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащее корпус, мундштук, узел забора воздушной пробы, датчик давления, датчик паров алкоголя, блок управления и обработки измерений, блок отображения информации (RU 112434 U1, 10.01.2012).
Недостатком данного устройства является отсутствие очистки его элементов, задействованных в заборе и анализе воздушной пробы, от остатков предыдущей пробы (летучих органических соединений) и влаги перед очередным измерением, что может приводить к искажению результатов измерения.
Частично этот недостаток устранен в устройстве для анализа выдыхаемого воздуха на наличие паров алкоголя по RU 117078 U1, 20.06.2012, которое принято в качестве ближайшего аналога. Известное устройство содержит корпус, устройство вентиляции корпуса, сменный мундштук, узел формирования воздушного потока, заборную систему с входным патрубком и микронасосом с датчиком давления, измерительный модуль, включающий микроконтроллер, датчик температуры и датчик этанола, блок управления и связанный с ним блок отображения информации.
Однако указанному устройству также присущ недостаток, касающийся недостаточной степени очистки элементов анализатора и ее скорости перед проведением анализа очередной пробы.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание анализатора, имеющего возможность качественной и быстрой очистки всех элементов анализатора от остатков предыдущей пробы и влаги перед проведением очередной проверки.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является повышение точности и достоверности анализа состава выдыхаемого воздуха на наличие паров этанола с одновременным обеспечением ускоренной очистки анализатора.
Уканный технический результат достигается тем, что анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе, содержащий корпус и расположенные в нем узел формирования воздушных потоков с устройством вентиляции корпуса, измерительный модуль, включающий микроконтроллер, датчик температуры, датчик этанола и заборную систему, выполненную в виде микронасоса с датчиком давления с возможностью подачи к датчику этанола пробы выдыхаемого воздуха заданного объема, блок управления и связанный с ним блок отображения информации, при этом упомянутое устройство вентиляции подключено к блоку управления, а микронасос, датчик давления, датчик температуры и датчик этанола электрически соединены с микроконтроллером, который связан с блоком управления, снабжен вторым устройством вентиляции, подключенным к блоку управления, узел формирования воздушных потоков выполнен в виде конфигуратора, с одной из сторон которого установлено упомянутое устройство вентиляции корпуса, а с другой стороны расположено входное отверстие упомянутого корпуса с воздушным зазором относительно входного патрубка заборной системы, причем на одной из примыкающих сторон конфигуратора установлен упомянутый измерительный модуль, а с его другой примыкающей стороны установлено второе устройство вентиляции с возможностью продувки упомянутого зазора и обеспечения удаления оставшегося выдохнутого воздуха после предыдущего измерения из зазора и из входного патрубка заборной системы.
При этом входное отверстие корпуса анализатора может быть выполнено с возможностью установки в него сменного мундштука, а упомянутые устройства вентиляции могут быть выполнены с возможностью работы в режиме нагнетания воздуха и в режиме его вытяжки.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - функциональная блок-схема анализатора,
на фиг. 2 и 3 - конструкция узла формирования воздушного потока.
Анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе содержит корпус 1, в котором расположены измерительный модуль 2, включающий микроконтроллер 3, датчик этанола 4, заборную систему 5 и датчик температуры 6 для измерения температуры в непосредственной близости от датчика этанола 5, блок управления 7, связанный с ним блок отображения информации 8 и узел 9 формирования воздушного потока, который выполнен в виде конфигуратора 11, с одной из сторон 13 которого установлено устройство 10 вентиляции корпуса 1, а с другой стороны 14 расположено входное отверстие (условно не показано) упомянутого корпуса 1 с воздушным зазором 18 относительно входного патрубка 15 заборной системы 5. На одной из примыкающих сторон 16 конфигуратора 11 установлен (условно не показан) упомянутый измерительный модуль 2, а с его другой примыкающей стороны 17 установлено второе устройство вентиляции 12 с возможностью продувки упомянутого зазора 18 и обеспечения удаления оставшегося выдохнутого воздуха после предыдущего измерения из зазора и из входного патрубка 15 заборной системы.
Заборная система выполнена в виде микронасоса с датчиком давления с возможностью подачи к датчику этанола 4 пробы выдыхаемого воздуха заданного объема.
Устройства вентиляции 10 и 12 подключены к блоку управления 7, а датчик температуры 6, датчик этанола 4 и микронасос с датчиком давления заборной системы 5 электрически соединены с микроконтроллером 3, который, в свою очередь, связан с блоком управления 7.
В измерительном модуле 2 в качестве микроконтроллера 3 может быть использован, например, микроконтроллер PIC18.
В качестве датчика этанола 4 может быть использован, например, электрохимический датчик этанола типа «fuel cell» («топливная ячейка»).
Блок управления 7 может быть реализован на базе микроконтроллера PIC24, а блок отображения информации 8 может быть реализован как жидкокристаллический знакосинтезирующий индикатор.
В узле 9 формирования воздушного потока устройство 10 вентиляции корпуса 1 и второе устройство вентиляции 12 могут быть реализованы как вентиляторы на подшипниках качения, которые, в зависимости от команд блока управления 7, могут работать как на вытяжку воздуха, так и на нагнетание.
Конфигуратор 11 представляет собой по существу конструктивный элемент в виде несущего каркаса, на котором устанавливаются упомянутые выше элементы с возможностью вентиляции корпуса 1, создания воздушного зазора 18 между входным отверстием корпуса 1 и входным патрубком 15 заборной системы 5 с возможностью вентиляции этого зазора с обеспечением удаления оставшегося выдохнутого воздуха после предыдущего измерения. В том случае, если анализатор используется со сменным мундштуком (условно не показан), конфигуратор 11 позволяет точно позиционировать мундштук со стороны 14 относительно входного патрубка 15 заборной системы 5.
Анализатор работает следующим образом.
Выдыхаемый обследуемым лицом воздух поступает через входное отверстие в корпусе 1 в воздушный зазор 18 конфигуратора 11. Избыточное давление, создаваемое выдыхаемым воздухом в воздушном зазоре перед входным патрубком 15 заборной системы 5, приводит к срабатыванию датчика давления заборной системы, соответствующий сигнал которого поступает в микроконтроллер 3, посредством которого включается микронасос заборной системы и происходит отбор пробы выдыхаемого воздуха заданного объема. Отобранная проба выдыхаемого воздуха поступает на датчик этанола 4. Если проба выдыхаемого воздуха содержит алкоголь, датчик этанола 4 вырабатывает пропорциональный концентрации алкоголя электрический сигнал, который далее поступает для обработки на микропроцессор 3.
Микропроцессор 3 при этом контролирует температуру в непосредственной близости с датчиком этанола 4 на основании сигнала с датчика температуры 6, контролирует отсутствие алкоголя в заборной системе 5 и на датчике этанола 4 перед отбором пробы, контролирует достаточность давления в заборной системе 5 и формирует команду на отбор пробы выдыхаемого воздуха, а затем формирует результат измерения на основании сигнала с датчика этанола 4. Далее результат измерения передается в блок управления 7.
Блок управления 7 формирует сигнал, разрешающий выдох, если алкоголь в заборной системе 5 и на датчике этанола 4 отсутствует, а после обработки результатов измерения передает их на блок отображения информации 8, а при необходимости - на внешние устройства или записывает результат измерения в память.
Непосредственно после отбора пробы по сигналу из блока управления 7 второе устройство вентиляции 12 удаляет остатки выдыхаемого воздуха из воздушного зазора 18 конфигуратора 11 и из входного патрубка 15 заборной системы 5 вместе с парами этанола, парами воды и загрязняющими частицами. Одновременно с этим устройство вентиляции 10 удаляет остатки выдыхаемого воздуха вместе с парами этанола, парами воды и загрязняющими частицами из внутреннего пространства корпуса 1, например, через вентиляционное отверстие в корпусе.
Принудительное удаление остатков выдыхаемого воздуха вместе с парами этанола, парами воды и загрязняющими частицами одновременно как из воздушного зазора и входного патрубка заборной системы, так и из внутреннего пространства корпуса в целом позволяет существенно повысить эффективность и скорость очистки заборной системы и внутренней среды анализатора после анализа проб выдыхаемого воздуха и, следовательно, увеличить пропускную способность анализатора, а также повысить точность и достоверность проводимого анализа состава выдыхаемого воздуха на наличие паров этанола.