ИЗМЕРЕНИЕ АЛКОГОЛЯ В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ С БЕСКОНТАКТНОЙ СДАЧЕЙ ПРОБЫ
MEASUREMENT OF ALCOHOL CONTENT IN EXHALED AIR WITH CONTACT-FREE SAMPLING

Изобретение касается устройства для измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе с пробоотборником, в который испытуемым через заборник проб вводится проба выдыхаемого воздуха без контакта между ртом испытуемого и заборником проб. Устройство измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе имеет сенсорный блок, к которому подводится проба выдыхаемого воздуха, выходящая, по меньшей мере, частично, через выпуск пробоотборника и который на основании содержащегося в пробе выдыхаемого воздуха содержания (доли) алкоголя генерирует сигнал измерения. Кроме того, предусмотрен блок управления и анализа, вычисляющий на основании сигнала измерения содержание алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха и передающий характерный для результата сигнал на блок вывода, предоставляющий информацию о содержании алкоголя в выдыхаемом воздухе пробы выдыхаемого воздуха.
Используемые обычно приборы измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе имеют мундштуки, которые испытуемый должен брать в рот по время сдачи пробы. Между отдельными пробами по соображениям гигиены мундштуки заменяются, или на мундштук надеваются сменные чехлы, чтобы препятствовать контакту различных испытуемых с мундштуком.
Перед собственно исследованием пробы выдыхаемого воздуха прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе контролирует, подышали ли через мундштук, и затем вычисляет введенный в прибор объем выдыхаемого воздуха. С помощью этой процедуры обеспечивается то, что для измерения используется лишь несмешанный, или соответственно, неразбавленный выдыхаемый воздух. Вслед за этим прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе отбирает из этого потока выдыхаемого воздуха с помощью пригодных устройств часть объема, которая подводится к собственно датчику, выполненному зачастую как электрохимический датчик.
Однако для многих применений имеет смысл, чтобы была реализована быстрая череда измерений с различными испытуемыми. Смена мундштуков, в этом случае, нежелательна по причинам стоимости и временным причинам. Чтобы проводить такого рода измерения, например, чтобы разрешить испытуемому доступ к определенной области безопасности, испытуемый дует в направлении заборного отверстия пробоотборника прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе без контакта между пробоотборником и ртом испытуемого.
Такого рода прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, позволяющий бесконтактно сдавать пробу, описан, например, в публикации WO 2014/031071 A1. Прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе имеет пробоотборник с отверстием для забора проб, в которое испытуемый сдает свою пробу выдыхаемого воздуха, дуя внутрь. Внутри прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе предусмотрены элементы, чтобы сданную пробу, по меньшей мере, кратковременно накопить и снабдить датчик выдыхаемым воздухом испытуемого. Избыточный, или соответственно, уже использованный для измерения воздух снова выводится из прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе наружу на стороне, противоположной забору пробы.
При бесконтактных измерениях содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе обычно используются воронкообразные заборники проб, в которые испытуемый должен сдать пробу. Зачастую у известных заборников проб является проблематичным то, что в определенных зонах воронок инициируются сравнительно высокие напорные давления, и это может частично привести к неконтролируемым обратным потокам. Это можно отнести, прежде всего, к тому, что известные приборы имеют закрытую воронку с большим заборным отверстием и сужающимся поперечным сечением. Такого рода обратные потоки из воронки часто попадают на лицо измеряемого или приводят к турбулентностям у лица, что регулярно воспринимается тестируемыми как неудобство и отсутствие гигиены.
Кроме того, из-за такого рода закрытой конструкции воронки во время входа газа в воронке возникает избыточное давление, приводящее к тому, что промывание воронки является недостаточным. Во многих случаях это ведет, опять-таки, к тому, что на датчик недостаточно воздействует выдыхаемый газ, и это вредит корректному измерению концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Исходя из известных приборов измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, у которых сдача пробы выдыхаемого воздуха происходит без контакта с мундштуком, и из ранее упомянутых проблем, в основе изобретения лежит задача предоставления такого рада прибора, в котором обеспечивается надежное протекание через заборник проб. Обратные протекания внутри пробоотборника должны быть надежно предотвращены, в частности, также независимо от силы и угла падения (набегания), под которым поток выдыхаемого воздуха входит в заборник проб и в пробоотборник. К тому же, применяемый пробоотборник должен быть прочным, легко очищаемым и сравнительно просто производимым. Кроме того, указанный пробоотборник должен иметь возможность закрепления на измерительном приборе с возможностью смены, чтобы, при необходимости, он мог быть заменен в определенные интервалы времени.
Ранее описанная задача решается с помощью устройства для измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов и более подробно поясняются в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.
Изобретение касается устройства для измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе с пробоотборником, в который испытуемым вводима проба выдыхаемого воздуха через заборник проб без контакта между испытуемым и заборником проб.
Для этого устройство имеет имеющий форму воронки пробоотборник, в который испытуемым через заборник проб может быть введена проба выдыхаемого воздуха, и расположенный в измерительном блоке датчик, к которому подводима часть сданной в заборник проб пробы выдыхаемого воздуха и который создает сигнал измерения на основании содержания алкоголя, содержащегося в пробе выдыхаемого воздуха. Далее предусмотрен блок управления и анализа, вычисляющий на основании сигнала измерения содержание алкоголя пробы выдыхаемого воздуха и передающий характерный для результата сигнал на блок вывода, который предоставляет информацию о содержании алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха. Согласно изобретению устройство для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе усовершенствовано таким образом, что к заборнику проб примыкает проходящий внутри пробоотборника канал основного потока, из которого на датчик, по меньшей мере, время от времени по каналу измеряемого газа воздействует часть пробы выдыхаемого воздуха, сданной в заборник проб, и который в направлении потока позади канала измеряемого газа выходит через выпуск во внешнюю среду; и что между заборником проб и выпуском канала основного потока предусмотрено, по меньшей мере, одно дополнительное выпускное отверстие, через которое часть введенной в заборник проб пробы выдыхаемого воздуха до достижения выпуска канала основного потока выходит во внешнюю среду. В принципе, возможно, чтобы это дополнительное выпускное отверстие было расположено выборочно перед, после или в зоне канала основного потока, в которой ведущий к датчику канал измеряемого газа ответвляется от канала основного потока.
Таким образом, соответствующее изобретению устройство отличается тем, что между заборником проб и выпуском, предпочтительно между заборником проб и выпуском пробоотборника предусмотрено, по меньшей мере, дополнительное выпускное отверстие, через которое выходит часть сданной испытуемым пробы выдыхаемого воздуха. Благодаря этой технической мере обеспечивается пригодное прохождение канала основного потока, в частности, пробоотборника, который выполнен в форме воронки. При этом надежно предотвращаются, в частности, возникновение слишком высоких напорных давлений в отдельных зонах пробоотборника и, кроме того, обратные потоки. Предусмотрение соответствующих выпускных отверстий представляет собой сравнительно просто реализуемую техническую меру, которая влечет за собой чрезвычайно неожиданный технический эффект.
В специальной форме исполнения пробоотборник соединен с измерительным блоком, в котором продолжается канал основного потока и расположен датчик, и имеет выпуск пробоотборника, через который сданная в пробоотборник проба выдыхаемого воздуха вводится в ту часть канала основного потока, которая находится в измерительном блоке. Согласно этой предпочтительной форме исполнения, по меньшей мере, одно выпускное отверстие расположено между заборником проб и выпуском пробоотборника.
Далее предпочтительным образом возможно, чтобы пробоотборник был сформирован в форме воронки, или соответственно, конуса. С помощью такого рода, в частности, выполненного в форме воронки пробоотборника сравнительно большой объем выдыхаемого газа подводится к обтекаемому, подключенному следом, расположенному в измерительном блоке датчику в форме, по меньшей мере, почти неразбавленной окружающим воздухом. Предпочтительно для этого выдыхаемый газ, поступивший из пробоотборника в часть канала основного потока, продолжающуюся в измерительном блоке прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, непрерывно проводится мимо ответвления, или соответственно, всасывающего отверстия и для измерения часть проходящего мимо потока выдыхаемого воздуха всасывается в канал измеряемого газа, ведущий к датчику. Благодаря этой технической мере обеспечивается то, что к пригодному моменту времени может быть взят объем для измерения из канала основного потока через ответвление из проходящего мимо объемного потока, который(объем) является характерным для так называемого глубокого легочного дыхания.
В специальной форме исполнения изобретения предусмотрено, чтобы пробоотборник имел, по меньшей мере, один крепежный элемент, с помощью которого пробоотборник может соединяться с измерительным блоком прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, в котором( расположен датчик. Канал основного потока, также и в этом случае, выходя из пробоотборника, продолжается в измерительном блоке, где в зоне ответвления канал измеряемого газа ведет к датчику. Благодаря предусмотрению такого рода крепежного элемента обеспечивается то, что выполненный согласно изобретению пробоотборник может быть простым образом закреплен с возможностью замены на измерительном блоке прибора измерения алкоголя. На основании этой меры сравнительно просто можно менять, в зависимости от потребности, предпочтительно имеющий форму воронки пробоотборник, в частности, в определенные временные интервалы. Предпочтительно замена производится без разрушения и без использования инструмента. Альтернативно возможно выполнить крепежные элементы и/или пробоотборник таким образом, чтобы он после однократного удаления с измерительного блока прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе не мог быть на нем снова закреплен. Это может быть обеспечено, н-р, с помощью предохранительных элементов, которые после однократного удаления пробоотборника с измерительного блока отрываются или иным образом разрушаются, поэтому исключено повторное закрепление пробоотборника на измерительном блоке.
Согласно усовершенствованному варианту осуществления возможно, чтобы, по меньшей мере, одно дополнительное выпускное отверстие было сформировано таким образом и имело такие размеры, чтобы после введения пробы выдыхаемого воздуха в пробоотборник на датчике для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе и/или на датчике давления, через который управляется снабжение датчика для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе, создавалось давление, которое имеет разницу с давлением во внешней среде. Существенным, по меньшей мере, для одного дополнительного выпускного отверстия является то, что, с одной стороны, обеспечивается хорошее прохождение предпочтительно имеющего форму воронки пробоотборника, и, с другой стороны, создается непрерывный поток выдыхаемого воздуха, позволяющий удовлетворительное снабжать датчик для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе.
В принципе, возможно, чтобы датчик для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе был расположен в проходном канале, выполненном таким образом, чтобы в него, без предусмотрения дополнительных вспомогательных устройств, проба вводилась и снова выводилась в противоположном направлении. Точно также, может быть предусмотрен насосный блок, который управляется, н-р, через датчик давления, и который подводит к датчику пробу как часть потока от проводимого мимо или поступающего общего объемного потока. В этом случае при достижении или превышении граничного значения давления на датчике давления из канала основного потока предпочтительным образом требуемое для проведения теста количество выдыхаемого воздуха ответвляется в канал измеряемого газа ветви измеряемого воздуха. Поскольку необходимый объем пробы всасывается в канал измеряемого газа с помощью насосного блока, то это дает то преимущество, что постоянно происходит воспроизводимое измерение и анализ пробы выдыхаемого воздуха.
Далее является предпочтительным, когда, по меньшей мере, одно дополнительное выпускное отверстие сформировано таким образом и имеет такие размеры, чтобы предотвращалось производство датчиком сигнала измерения из-за влияний внешней среды, которые не вызваны сдачей пробы выдыхаемого воздуха. В частности, если устройство измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе применяется на открытом воздухе, то может частично значительно меняться как содержание влаги, так и температура окружающего среды. Это изменение условий окружающей среды должно быть несущественным для анализа пробы алкоголя в выдыхаемом воздухе испытуемого. Поэтому, предпочтительным образом в зоне пробоотборника и/или в направлении потока позади выпуска пробоотборника предусмотрен, по меньшей мере, нагревательный элемент, который надежно препятствует явлениям конденсации внутри устройства измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, в частности, внутри измерительного блока.
В следующей форме исполнения пробоотборник имеет, по меньшей мере, выступающий внутрь в канал основного потока удерживающий элемент, который препятствует, по меньшей мере, частично обратному потоку сданной в заборник проб пробы выдыхаемого воздуха в направлении заборника проб. Такого рода удерживающий элемент может быть выполнен, например, в форме воротника, по периметру окружающего заборник проб. Также возможно предусмотреть отдельные элементы внутри пробоотборника, в частности, в зоне заборника проб, которые выступают во внутреннее пространство и представляют собой препятствия для воздушных потоков, направленных в направлении заборника проб.
Согласно следующей специальной форме исполнения изобретения удерживающий элемент имеет, по меньшей мере, крепежный элемент, выполненный таким образом, чтобы удерживающий элемент был соединяем без разрушения с пробоотборником и после соединения снова был отсоединяем без разрушения. Далее предпочтительным образом также возможно, чтобы удерживающий элемент быт выполнен как единый конструкционный элемент с заборником проб, который может быть закреплен с возможностью смены на пробоотборнике. Также возможно, чтобы удерживающий элемент был выполнен как отдельный конструкционный элемент, который в случае необходимости простым образом соединяется с пробоотборником, в частности, с помощью штекерного и/или стопорного соединений. Таким образом, в зависимости от выбранной формы исполнения при необходимости возможно простым образом заменить удерживающий элемент с или без заборника проб.
Предпочтительным образом, по меньшей мере, одно дополнительное выпускное отверстие имеет, по меньшей мере, две размещенные во внешней стенке пробоотборника щели. При этом щели выполнены таким образом, чтобы часть введенного в заборник проб пробоотборника потока выдыхаемого газа выходила из пробоотборника в окружающую среду, и таким образом, это вело к равномерному прохождению сквозь пробоотборник вплоть до выпуска проб. Предпочтительно выпускное отверстие образуется несколькими отверстиями, которые выполнены во внешней стенке пробоотборника распределенными по периметру канала потока.
Далее возможно, чтобы поперечное сечение канала основного потока в пробоотборнике уменьшалось от заборника проб вплоть до выпуска проб. В принципе, возможно, чтобы такого рода уменьшение поперечного сечения потока происходило непрерывно или отдельными дискретными ступенями. Является особо предпочтительным, если канал основного потока пробоотборника в зоне выпуска пробоотборника имеет, по меньшей мере, в одной плоскости трапециевидную форму поперечного сечения. При этом имеет смысл, если противоэлемент измерительного блока прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, который(модуль) подсоединяется к выпуску пробоотборника, в частности, к выполненному в форме трапеции выпуску пробоотборника, имеет, по меньшей мере, схожее поперечное сечение. Далее как дополнение или альтернативно возможно, чтобы в зоне выпуска пробоотборника происходило, по меньшей мере, частичное отклонение потока выдыхаемого газа. В этой связи, например, возможно, чтобы поток выдыхаемого газа входил из одного направления в зону выпуска пробоотборника, здесь, отклоняясь, разделялся на парциальные потоки и проходил, по меньшей мере, через два отверстия выпуска пробоотборника в измерительный блок. Таким образом, согласно этой форме исполнения канал основного потока в зоне выпуска пробоотборника разделяется, по меньшей мере, кратковременно на два канала парциальных потоков, которые(каналы) при присоединении к выпуску пробоотборника снова объединяются в канал основного потока. С помощью целенаправленного отклонения и/или разделения потока выдыхаемого газа в зоне выпуска пробоотборника, в свою очередь, возможно с помощью пригодного расчета соответствующих сопротивлений потока обеспечить особо предпочтительные условия потока в пробоотборнике и в измерительном блоке, в частности, - особо предпочтительное прохождение канала основного потока, а также снабжение датчика измеряемым газом.
В специальном усовершенствованном варианте осуществления изобретения пробоотборник имеет, по меньшей мере, крепежный элемент, поэтому пробоотборник без разрушения и без инструмента соединяем с измерительным блоком, в котором расположен датчик, и после соединения снова отсоединяем без разрушения.
Далее возможно, чтобы между заборником проб пробоотборника и датчиком в зоне канала основного потока был предусмотрен, по меньшей мере, конструкционный элемент, влияющий на поток выдыхаемого газа, такой, как например, решетка, мембрана, клапан и/или вентиль.
Наряду с устройством измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе с выполненным подходящим образом пробоотборником, изобретение касается далее пробоотборника, имеющего ранее описанные специальные свойства и предпочтительным образом соединяемого с прибором измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, в частности, с измерительным блоком прибора алкоголя в выдыхаемом воздухе, в котором(модуле) находится предпочтительно датчик для проведения измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе, источник энергоснабжения, дисплей и блок управления и анализа. Существенным для соответствующего изобретению пробоотборника является то, что он, с одной стороны, делает возможной для испытуемого бесконтактную сдачу пробы выдыхаемого воздуха, а, с другой стороны, для датчика обеспечено надежное, равномерное прохождение пробоотборника и, тем самым, предоставление надлежащего потока измеряемого газа. Прежде всего, сравнительно простым образом предотвращаются локально сильно возросшие напорные давления, завихрения и/или обратные потоки внутри пробоотборника с помощью соответствующей изобретению формы исполнения. Как дополнение возможно, чтобы пробоотборник имел, по меньшей мере, зонами пригодное покрытие, являющееся гигиенически эффективным и/или воздействующее на свойства потока проходящего сквозь пробоотборник потока выдыхаемого воздуха.
Далее изобретение без ограничений общего замысла изобретения более подробно поясняется с помощью примеров осуществления со ссылкой на фигуры, на которых показано:
Фигура 1 - вид спереди и сбоку выполненного в соответствии с изобретением пробоотборника для прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, позволяющего испытуемому бесконтактно сдавать пробу выдыхаемого воздуха;
Фигура 2 - изображение в разрезе выполненного в соответствии с изобретением пробоотборника;
Фигура 3 - вид в перспективе выполненного в соответствии с изобретением пробоотборника со снятым заборником проб;
Фигура 4 - прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе с пробоотборником, а также
Фигура 5 - график потоков закрытого мундштука-воронки, а также
Фигура 6 - график потоков пробоотборника с предусмотренными соответственно изобретению выпускными отверстиями.
На фигуре 1 изображен на виде спереди согласно фигуре 1а и на виде сбоку согласно 1b выполненный в соответствии с изобретением пробоотборник 1 для выполненного в соответствии с изобретением прибора 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе. Прибор 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, имеющий измерительный блок 9 и закрепленный на нем пробоотборник 1, показан на фигуре 4.
Изображенный в двух видах пробоотборник 1 имеет заборник 2 проб, в который испытуемый сдает пробу выдыхаемого воздуха без необходимости для этого соприкасаться с заборником 2 проб, или соответственно, пробоотборником 1. Более того, во время сдачи пробы проба выдыхаемого воздуха вдувается внутрь заборника 2 проб без контакта с заборником 2 проб. Пробоотборник 1 выполнен в форме воронки, поэтому сданная испытуемым проба выдыхаемого воздуха вводится в канал 10 основного потока, расположенный внутри пробоотборника 1. Через этот канал 10 основного потока проба выдыхаемого воздуха попадает от заборника 2 проб к выпуску 3 пробоотборника 1.
В зоне выпуска 3 пробоотборника предусмотрен специальный крепежный элемент 8, позволяющий закрепить пробоотборник 1 на измерительном блоке 9 прибора 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе. В измерительном блоке 9 находится, в частности, датчик 16 для определения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе, блок 4 управления и анализа, источник 20 энергоснабжения, имеющий предпочтительно, по меньшей мере, один заряжаемый аккумулятор, а также блок 5 вывода, в частности, в форме дисплея. Крепежный элемент 8 в зоне выпуска 3 пробоотборника выполнен таким образом, чтобы пробоотборник 1 мог быть закреплен без разрушения и без помощи инструмента на измерительном блоке 9 прибора 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе и снова отсоединен от него. Вниз по потоку от выпуска 3 пробоотборника канал 10 основного потока продолжается внутри измерительного блока 9, при этом выданный испытуемым поток выдыхаемого газа, по меньшей мере, частично непрерывно проводится по каналу 21 измеряемого газа к датчику 16, поэтому датчик 16 снабжается соответственно необходимости требуемым объемом пробы.
Существенным согласно изобретению на изображенном на фигуре 1 пробоотборнике 1 является то, что в нижней зоне предусмотрено дополнительное выпускное отверстие 6, имеющее множество расположенных рядом друг с другом щелей, или соответственно, прорезей 23. Через предусмотренное в этой зоне выпускное отверстие 6 с соответствующими щелями 23, по меньшей мере, часть пробы выдыхаемого воздуха, вдутой в заборник 2 проб, попадает в окружающую среду 7 пробоотборника 1. Эта часть пробы выдыхаемого воздуха, которая через выпускное отверстие 6 попадает в окружающую среду 7, не подводится к измерительному блоку 9 с датчиком 16, а попадает в окружающую среду 7 прежде, чем оставшаяся часть пробы выдыхаемого воздуха войдет в выпуск 3 пробоотборника. На основании предусмотрения выпускных отверстий 6 в форме щелей 23 становится возможным особо пригодное прохождение канала 10 основного потока внутри пробоотборника 1. Прежде всего, с помощью предусмотренных выпускных отверстий 6 надежно предотвращаются локально повышенные напорные давления, а также обратные потоки в направлении на заборник 2 проб. В дополнение к этому, фигура 6 показывает картину потоков пробоотборника 1, через который проходит проба выдыхаемого воздуха. Позднее эта картина потоков еще будет пояснена подробнее.
В показанном на фигуре 1 примере осуществления выпуск 3 пробоотборника имеет всего три выпуска, через которые поток выдыхаемого газа, сданный испытуемым в заборник 2 проб пробоотборника 1, выходит из выпуска 3 пробоотборника. У двух, расположенных сбоку выпусках 15 канал 10 основного потока заканчивается, или соответственно, выходит в окружающую среду 7. Через отверстие 24, находящееся на нижней стороне выпуска 3 пробоотборника и на одной прямой с заборником 2 проб, часть сданного испытуемым потока выдыхаемого газа попадает в канал 21 измеряемого газа измерительного блока 9 и, наконец, к датчику 16 для определения алкоголя в выдыхаемом воздухе. После того, как измерение закончено, находящийся в канале 21 измеряемого газа выдыхаемый газ идет назад в выпуск 3 пробоотборника и, в конце концов, через боковые выпускные отверстия 24 в окружающую среду 7.
Альтернативно возможно, чтобы канал измеряемого газа проветривался через другое отверстие, в частности, через предусмотренный в измеряемом блоке 9 выпуск.
Фигура 2 показывает выполненный в соответствии с изобретением пробоотборник 1 на виде в разрезе. Пробоотборник 1 выполнен в форме воронки и имеет внешнюю стенку 12, на которой предусмотрены направленные наружу выступы 17, обеспечивающие возможность легкого захватывания и крепления пробоотборника 1 на измерительном блоке 9 прибора 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе. Пробоотборник 1 целиком изготовлен из искусственного материала и поэтому особенно гигиеничен, легко чистится и может быть выполнен предпочтительным образом как сменная деталь одноразового использования.
В зоне заборника 2 проб на пробоотборнике 1 с помощью пригодных крепежных элементов 14 закреплен имеющий форму воронки удерживающий элемент 11, обеспечивающий подобную форсунке проводку для потока выдыхаемого газа в канале 10 основного потока и далее создающий препятствие обратному потоку из нижней зоны пробоотборника 1 в направлении заборника 2 проб. При этом существенным является то, что заборник 2 проб и удерживающий элемент 11 выполнены таким образом, чтобы проба выдыхаемого воздуха выдавалась без необходимости касания испытуемым заборника 2 проб.
Сданная в заборник 2 проб пробоотборника 1 проба выдыхаемого воздуха проходит сквозь выполненный конусообразно, или соответственно, в виде форсунки удерживающий элемент 11 через канал 10 основного потока в направлении выпуска 3 пробоотборника. В принципе, возможно, чтобы заборник 2 проб с удерживающим элементом 11 были выполнены как один конструкционный элемент или как отдельные, соединяемые друг с другом с помощью крепежных элементов 14 конструкционные элементы, и этот один или эти два конструкционных элемента соединялись с остальными частями пробоотборника 1. Также возможно изготовить пробоотборник 1 с заборником 2 проб и удерживающим элементом 11 как единый конструкционный элемент, в частности, из искусственного материала.
Показанная на фигуре 2 форма исполнения удерживающего элемента 11 делает возможным, с одной стороны, надежный подвод пробы выдыхаемого воздуха внутрь пробоотборника 1 и, кроме этого, надежно предотвращается обратный поток, по меньшей мере, части пробы выдыхаемого воздуха в направлении заборника 2 проб. Это достигается тем, что выполненный в виде воронки удерживающий элемент 11 вдается в канал 11 основного потока пробоотборника 1 и закрывает примерно половину плоскости поперечного сечения, поэтому с обеих сторон воронкообразного удерживающего элемента 11 между удерживающим элементом 11 и внешней стенкой 12 образуется зона 18 мертвого пространства, в которой частично собирается выдыхаемый газ.
Существенным является то, что в направлении потока сданной пробы выдыхаемого воздуха позади удерживающего элемента 11 опять же предусмотрено выпускное отверстие 6 с множеством щелевидных, или соответственно, прямоугольных прорезей 23, через которые часть сданной в пробоотборник 1 пробы выдыхаемого воздуха выходит в окружающую среду 7. Вниз по потоку от этого выпускного отверстия 6 находится, в конечном счете, выпуск 3 пробоотборника, который имеет три выпуска, при этом через отверстие 24 на нижней стороне выпуска 3 пробоотборника выходит часть выдыхаемого газа и предпочтительно направляется в канал 21 измеряемого газа измерительного блока 9 (здесь не изображен) прибора 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе. Кроме того, выпуск 3 пробоотборника имеет два боковых выпуска 15, у которых канал 10 основного потока выходит в окружающую среду 7. По этим выпускам 15 в окружающую среду 7 проходит предпочтительно как часть пробы выдыхаемого газа, не использованная для измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, так и использованная для измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе часть после измерения. В зоне выпуска 3 пробоотборника в направлении на выпуски 15 канал 10 основного потока имеет поперечное сечение в форме трапеции, при этом внутри выпуска 3 пробоотборника не направленная к отверстию 24 на нижней стороне часть пробы выдыхаемого газа отклоняется примерно на 90° в направлении на оба боковых выпуска.
Существенным для изобретения является то, что пробоотборник 1 выполнен таким образом, чтобы было обеспечено равномерное прохождение канала 10 основного потока внутри пробоотборника 1. Выпускное отверстие 6, в принципе, может иметь одно или множество отверстий и быть размещено в направлении потока до, после или в зоне заборника канала 21 измеряемого газа, ведущего к датчику 16 измерительного блока 9. Таким образом, выпускное отверстие создает дополнительно к выпуску 15 на конце канала 10 основного потока соединение между каналом 10 основного потока и окружающей средой 7. В принципе, также возможно предусмотреть, по меньшей мере, два выпускных отверстия 6, расположенных в направлении потока одно за другим. В любом случае, по меньшей мере, одно дополнительное выпускное отверстие 6 сформировано таким образом, чтобы с помощью введения пробы выдыхаемого воздуха в заборник 2 проб пробоотборника 1 и, таким образом, в канал 10 основного потока создавалась разница давления с окружающей средой 7 на датчике 16 и/или на дополнительно предусмотренном датчике давления (не изображен) для регулировки насосного блока, снабжающего датчик 16 требуемой пробой выдыхаемого воздуха, чтобы так привести в действие измерение на датчике 16.
Далее выпускное отверстие 6 сформировано таким образом, чтобы были исключены возможные влияния окружающей среду, такие как, например, вызванные ветром или особыми значениями температуры и/или влажности воздуха, или соответственно, колебаниями этих значений, и которые могут стать причиной самопроизвольного срабатывания датчика. Далее, выпускное отверстие 6 расположено таким образом, чтобы часть пробы выдыхаемого воздуха, выходящая через это дополнительное выпускное отверстие 6 из канала 10 основного потока не загораживалась рукою испытуемого. Поэтому соответствующая плоскость рукоятки прибора 19 измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе, в частности, в зоне корпуса измерительного блока 9, расположена на достаточном расстоянии от выпускного отверстия 6. Благодаря предусмотрению выпускного отверстия 6 пробоотборник промывается лучше, чем известные мундштуки, поэтому предотвращается или, по меньшей мере, сводится к минимуму не только обратные потоки к испытуемому, но и повышается точность измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Фигура 3 показывает на виде в перспективе выполненный в соответствии с изобретением пробоотборник 1, который, с одной стороны, имеет корпус 22, а, с другой стороны, конструкционный элемент, имеющий заборник 2 проб и удерживающий элемент 11 и который может быть закреплен на корпусе 22 с помощью крепежных элементов 14. Конструкционный элемент, в котором интегрированы заборник 2 проб и удерживающий элемент 11, и корпус совместно образуют согласно этой форме исполнения пробоотборник 1.
На фигуре 3 изображены: корпус 22 пробоотборника 1 и заборник 2 проб, а также удерживающий элемент 11 в отделенном друг от друга состоянии. Чтобы закрепить конструкционный элемент, имеющий заборник 2 проб с удерживающим элементом 11, на корпусе 22 пробоотборника 1, его вставляют в пробоотборник 1, и четыре, предусмотренных в качестве крепежных элементов 14 фиксирующих выступа входят в соответствующие пазы на внутреннем периметре корпуса 22. Чтобы снова удалить конструкционный элемент с корпуса 22 пробоотборника 1, фиксирующие выступы снова удаляются из соответствующих пазов, например, с помощью сильного вытягивания конструкционной детали или с помощью, по меньшей мере, частичного вдавливания.
Существенным у показанного на фигуре 3 пробоотборника 1 является, в свою очередь, то, что в нижней зоне предусмотрено выпускное отверстие 6 с несколькими прямоугольными щелевыми отверстиями 23, через которые, по меньшей мере, часть пробы выдыхаемого воздуха, вдунутая в заборник 2 проб пробоотборника 1, попадает из канала 10 основного потока в окружающую среду 7. Остальная часть пробы выдыхаемого воздуха, которая не была отведена через выпускное отверстие 6 в окружающую среду 7, на нагнетательной стороне выпускного отверстия 6 направляется, частью, к нижнему отверстию 24 выпуска 3 пробоотборника, к которому в рабочем состоянии, в котором пробоотборник 1 соединен с измерительным блоком 9, примыкает канал 21 измеряемого газа, а, другой частью, отклоняется и направляется к боковым выпускным отверстиям 15. Через выпускные отверстия 15 выпуска 3 пробоотборника, которые в этом случае расположены на двух противоположных сторонах выпуска 3 пробоотборника, сданная проба выдыхаемого газа попадает в окружающую среду 7. Таким образом, внутри выпуска пробоотборника канал 10 основного потока разделяется, по меньшей мере, кратковременно на три частичных канала, а именно - два парциальных потока, которые через боковые выпускные отверстия 15 попадают в окружающую среду, и парциальный поток, который через нижнее отверстие 24 может быть введен в канал 21 измеряемого газа измерительного блока 9.
На внешних боковых стенках пробоотборника 1, здесь - корпуса 22 пробоотборника, предусмотрены элементы 17 в форме маленьких выступов, которые позволяют испытуемому легко ухватить и закрепить пробоотборник на приборе измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Фигура 4 показывает в двух видах прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе с предусмотренным для этого пробоотборником 1. На фигуре 4а на виде спереди изображен измерительный блок 9 прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе с закрепленным на нем пробоотборником 1. В качестве дополнения, фигура 4b показывает измерительный блок 9 с закрепленным на нем пробоотборником на виде в разрезе, повернутом на 90°.
Измерительный блок 9 имеет в нижней зоне плоскость 25 захвата с соответствующими выемками, обеспечивающими надежный ухват, удержание и обращение с прибором измерения алкоголя. Кроме этого, внутри измерительного блока 9 находится источник 20 энергоснабжения с аккумулятором, центральный блок 4 управления и анализа, а также блок 5 вывода в форме дисплея. Через блок 5 вывода выдается, в частности, информация относительно содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе, содержащегося в исследованной пробе выдыхаемого воздуха.
После того, как пробоотборник 1 был закреплен на измерительном блоке 9, и прибор был переведен в рабочее состояние, могут быть исследованы сданные испытуемым пробы выдыхаемого воздуха на содержание алкоголя. Существенным для показанного прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе является то, что испытуемый может сдавать пробу без контакта между пробоотборником 1, или соответственно, его заборником 2 проб и ртом испытуемого. Более того, проба выдыхаемого воздуха вдувается лишь в заборник проб.
Сданная в заборник 2 проб пробоотборника 1 проба выдыхаемого воздуха проходит через пробоотборник 1, при этом часть потока выдыхаемого газа через выпускное отверстие 6, имеющее множество щелевидных отверстий 23, или соответственно, прорезей в корпусе, выходит в окружающую среду. Не вышедшая наружу часть идет в выпуск 3 пробоотборника, и здесь - частично через боковые выпускные отверстия в окружающую среду 7 или через отверстие 24 в канал 21 измеряемого газа, находящийся внутри измерительного блока 9 прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе. Через канал 21 измеряемого газа исследуемая часть сданной пробы выдыхаемого газа попадает к датчику 16, который в зависимости от содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе создает сигнал измерения и передает на центральный измерительный и анализирующий блок 4. На основе сигнала измерения блок 4 управления и анализа вычисляет значение для содержания алкоголя сданной пробы, поэтому соответствующая информация может быть предоставлена с помощью выполненного как дисплей блока 5 вывода. Находящийся в канале 21 измеряемого газа выдыхаемый газ после произведенного измерения идет обратно в выпуск 3 пробоотборника и здесь через боковые выпуски 15 - в окружающую среду 7.
Существенным техническим показанного на фигуре 4 прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе является, в свою очередь, выпускное отверстие 6 с множеством щелевидных прорезей 23 в корпусе 22 пробоотборника 1. Это выпускное отверстие обеспечивает хорошее прохождение пробоотборника 1, которое почти не меняется также при проведенных в различные моменты времени сдачах проб.
На фигурах 5 и 6 наглядно поясняется достигнутое с помощью изобретения преимущество, а именно: улучшенное прохождение канала 10 основного потока и, в частности, расположенной внутри пробоотборника 1 части канала 10 основного потока. При этом фигуры 5 и 6 показывают результаты моделирований потока, которые, с одной стороны, были проведены на пробоотборнике 1, не предусматривающем никакие специальные выпускные отверстия и, с другой стороны, на выполненном соответственно изобретению пробоотборнике со специальным выпускным отверстием 6 в форме множества прямоугольных щелей 23. Обе фигуры показывают соответственно на изображении в разрезе пробоотборник 1, при этом поток, или соответственно, скорость потока сданной испытуемым пробы выдыхаемого воздуха внутри пробоотборника 1 визуально изображается с помощью стрелок. При этом стрелки представляют собой направление потока в соответствующей зоне, при этом в зонах, в которых изображенные стрелки потока особенно плотно накладываются друг на друга, доходит до особо сильного протока, и скорость потока в этих зонах особенно высока.
Фигура 5 показывает, как уже было упомянуто вначале, прохождение пробоотборника, не имеющего предусмотренное соответственно изобретению выпускное отверстие 6, соединяющее канал 10 основного потока внутри пробоотборника 1 с окружающей средой 7. Проведенное моделирование наглядно показывает, что как по периметру заборника 2 проб, так и в нижних углах пробоотборника 1 имеет место сравнительно высокие напорные давления, завихрениям, или соответственно, высоким скоростям потока. Далее можно видеть, что поток, по меньшей мере, частично, в частности, в зоне заборника 2 проб разворачивается, поэтому испытуемый ощутил бы обратный поток выдыхаемой пробы на лице. Это может привести, с одной стороны, к искажениям результата измерения и, с другой стороны, это регулярно будет восприниматься испытуемым как отсутствие гигиены.
В противоположность решению, по меньшей мере, без дополнительного выпускного отверстия, фигура 6 показывает картину потока для выполненного соответственно изобретению пробоотборника 1, также полученную с помощью моделирования потока. При этом существенным является то, что в нижней зоне пробоотборника 1 предусмотрено выпускное отверстие 1 с несколькими прямоугольными щелями 23, через которые, по меньшей мере, часть пробы выдыхаемого воздуха, сданной в пробоотборник 1 через заборник 2 проб, выходит в окружающую среду 7.
С одной стороны, можно ясно видеть, что благодаря предусмотренному согласно изобретению выпускному отверстию 6 с щелями 23 достигается равномерное прохождение пробоотборника 1, в частности, в его воронкообразной зоне. Обратные потоки пробы выдыхаемого воздуха, которые приводили бы к обдуву лица испытуемого, почти исключаются. Далее, специальное исполнение выпуска 3 пробоотборника, который, с одной стороны, для отклонения потока в канале 10 основного потока имеет маленькое, расположенное посередине выпускное отверстие 6 и далее два предусмотренных по обе стороны пробоотборника 1 отверстия с трапециевидным поперечным сечением, поэтому в верхней, воронкообразной части пробоотборника 1 создаются сравнительно сильные завихрения, предпочтительно охватывающие пробу выдыхаемого воздуха, входящую по центру через заборник 2 проб в канал 10 основного потока. Далее отклонение потока в зоне выпуска 3 пробоотборника ведет к однообразному прохождению и к высоким скоростям потока в зоне боковых выпусков 15 выпуска 3 пробоотборника, поэтому здесь пригодным образом создается подсос. Через сравнительно малое отверстие 24 у днища выпуска отборника выходит часть пробы выдыхаемого воздуха, которая подводима к измерительному блоку 9 для измерения содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе. Также отверстие 24 сформировано таким образом, чтобы из-за сравнительно малого поперечного сечения потока достигалась высокая скорость потока и, тем самым, прохождение в зоне отверстия 24.
Таким образом, фигура 6 ясно показывает, что, с одной стороны, обратные потоки или зоны мертвого пространства внутри заборника 2 проб, которые, прежде всего, являются недостатками с точки зрения гигиены, по меньшей мере, почти предотвращаются и, с другой стороны, обеспечивается равномерное прохождение пробоотборника 1.
Таким образом, благодаря предусмотренному согласно изобретению, по меньшей мере, одному дополнительному выпускному отверстию 6, предпочтительно с множеством щелей 23, обеспечивается возможность равномерного прохождения пробоотборника 1 и одновременно реализуется надлежащее снабжение предусмотренного для определения алкоголя в выдыхаемом воздухе датчика 16 в подключенном следом благоприятным в аэрогидродинамическом отношении образом измерительном блоке 9 прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 пробоотборник
2 заборник проб
3 выпуск пробоотборника
4 блок управления и анализа
5 блок вывода
6 выпускное отверстие
7 окружающая среда
8 крепежный элемент пробоотборник/измерительный блок прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе
9 измерительный блок прибора измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе
10 канал основного потока
11 удерживающий элемент
12 внешняя стенка
13 скачкообразное изменение поперечного сечения
14 крепежный элемент удерживающий элемент/пробоотборник
15 выпуск на конце канала потока
16 датчик
17 элементы захвата
18 зона мертвого пространства
19 прибор измерения алкоголя в выдыхаемом воздухе
20 источник энергоснабжения
21 канал измеряемого газа
22 корпус пробоотборника
23 щелевидные проемы
24 отверстие на нижней стороне выпуска пробоотборника
25 плоскость захвата измерительного блока.