專利名稱：呼吸酒精含量測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呼吸酒精含量測量儀(Atemalkoholgehaltmessgerjit),其帶有包括用于呼吸空氣流(Atemluftstrom)的流動通道(Durchflusskanal)的基體(Grundkorper)的；帶有吸收人的呼吸空氣流的可更換的噴嘴(Mundstueck),其在流動通道的置于上游的端部處與基體相連接；帶有與基體相關(guān)聯(lián)的用于測量呼吸空氣流的酒精含量的酒精傳感器單元和用于測量呼吸空氣流的溫度的溫度傳感器單元；帶有用于加熱流動通道的加熱單元；帶有用于處理由溫度傳感器單元所提供的測量信號且用于控制加熱單元的控制單元。
背景技術(shù)：
從文件DE 198 11 177 C2中已知一種呼吸酒精含量測量儀，其具有帶有流動通道的基體，呼吸空氣流被引導(dǎo)穿過該流動通道并且借助于傳感器單元來測量酒精含量。該 呼吸空氣流通常作為人的呼吸空氣樣本經(jīng)由可固定在基體處的且可更換的噴嘴來發(fā)出。為了獲得正確的測量結(jié)果，尤其為了避免呼吸空氣流在較低溫度下的冷凝，該儀器具有加熱單元，借助于其在靠近流動通道的區(qū)域中加熱基體。對此，在基體中置入有螺旋導(dǎo)線(Drahtwendel)，其端子向外引導(dǎo)，以便被供應(yīng)有電流。此外，呼吸酒精含量測量儀具有用于測量呼吸空氣流或噴嘴的溫度的傳感器單元，使得當在流動通道中存在預(yù)設(shè)的最小溫度值時，在與控制單元的共同作用下可檢測和評估酒精測量樣本。已知的呼吸酒精含量測量儀不利的是，流動通道的加熱由于借助于螺旋導(dǎo)線到基體中的逐點的熱輸入而相對緩慢。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是這樣改進呼吸酒精含量測量儀，使得在使用相對小的加熱功率的情況下相對快速地確保在人的呼吸空氣流中的酒精含量的測量。為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明與權(quán)利要求I的前序部分相聯(lián)系特征在于，基體和/或酒精含量傳感器單元至少在鄰接流動通道的區(qū)域中由導(dǎo)電的聚合材料(Polymermaterial)構(gòu)成，并且多個接觸電極在基體和/或酒精含量傳感器單元處相接觸，其中，接觸電極相應(yīng)經(jīng)由電線通有電流。本發(fā)明的特別的優(yōu)點在于，通過基體和/或傳感器單元由至少部分導(dǎo)電的聚合材料構(gòu)造而成確保流動通道或傳感器單元或噴嘴的相對快的且均勻的加熱。呼吸空氣流的冷凝被有效地抵制，使得即使在較低的溫度下呼吸酒精含量測量儀可相對快速地激活。尤其在機動車中的所謂的“互鎖”系統(tǒng)中，在其中機動車的起動以呼吸酒精測試的成功的結(jié)束為前提，直至測量儀能夠運行的更短的等待時間有利地起作用。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選的實施形式，與電壓源相連接的接觸電極以分布地布置在基體和/或傳感器單元處并且/或者置入其中。有利地，由此可實現(xiàn)到基體中或到傳感器單元中的穩(wěn)定的且均勻的熱引入。根據(jù)本發(fā)明的一改進方案，接觸電極根據(jù)提供到傳感器單元中的溫度測量信號這樣加載以電流強度，使得基體和/或傳感器單元的由傳感器單元所測量的溫度值等于或大于預(yù)設(shè)的最小溫度值。由此保證，當存在對于正確的測量結(jié)果的前提時，才執(zhí)行呼吸空氣酒精測試。通過多個接觸電極可被成對地控制，可根據(jù)地點實現(xiàn)溫度補償。因此可在呼吸空氣溫度的均勻化的意義中對不同的邊界條件或溫度曲線產(chǎn)生影響。根據(jù)本發(fā)明的一改進方案，基體或者傳感器單元的聚合材料可設(shè)有導(dǎo)電的填料(Fuellstoff)或自身導(dǎo)電地來構(gòu)造，以便獲得需要的導(dǎo)電能力。通過應(yīng)用導(dǎo)電的填料或?qū)щ姷木酆喜牧?，除?dǎo)電能力之外同時得到良好的導(dǎo)熱能力，因為可導(dǎo)電的材料原理上也具有良好的導(dǎo)熱能力。有利地，由此在應(yīng)用相對小的電功率的情況下可實現(xiàn)待測量的呼吸空氣流的快速的加熱。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點從另外的從屬權(quán)利要求中得出。


本發(fā)明的實施例根據(jù)附圖來詳細闡述。其中
圖I顯示了根據(jù)第一實施形式的呼吸酒精含量測量儀的示意性示圖以及 圖2顯示了根據(jù)第二實施形式的呼吸酒精含量測量儀的示意性示圖。附圖標記清單
I呼吸酒精含量測量儀 2基體 3流動通道 4噴嘴
5 流動隔板(StrSmungsblende)
6壓力傳感器 7控制單元
10酒精含量傳感器單元
11溫度測量電阻
12加熱單元
13電線
14接觸電極
15顯不器
16操作元件
21呼吸酒精含量測量儀
22基體
23流動通道
28紅外傳感器
29測量室
30，30’鏡子
31紅外線輻射源32輻射探測器
33,33'窗口
34支架 35氣體入口
35’氣體出口
36，36’溫度傳感器
37，37’，37〃，37’〃 接觸電極
38控制單元。
具體實施例方式呼吸酒精含量測量儀I可構(gòu)造為用于道路交通中的酒精監(jiān)控的可移動測量儀或構(gòu)造為固定地安裝在機動車中的靜止的儀器(“互鎖”儀器)。測量儀I具有基體2，其具有用于引導(dǎo)由人發(fā)出的呼吸空氣流的流動通道3。在流動通道3的置于上游的端部處，基體2與可更換的噴嘴4相連接，通過其人可吹入其呼吸空氣流。在流動通道3中布置有帶有圓形的橫截面和3_至4_的直徑的流動隔板5，借助于其引起呼吸空氣流的壓降。壓降借助于壓力傳感器6來測量，其提供控制單元7的壓力測
量數(shù)據(jù)。溫度傳感器單元包括至少一個溫度測量電阻11，其在基體2中嵌入以確定呼吸空氣流的溫度和/或基體2的溫度并且其將對應(yīng)的溫度信號提供到控制單元7處。如果由溫度傳感器單元提供給控制單元7的溫度測量值低于最小溫度值，那么借助于控制單元7來控制加熱單元12以加熱流動通道3或基體2。加熱單元12具有與供電單元相連接的受控制的電壓源或電流源并且經(jīng)由電線13與貼靠在基體2處的和/或置入其中的接觸電極14相連接。優(yōu)選，接觸電極14分布地這樣布置在基體2內(nèi)，使得通過控制接觸電極14確?；w2或流動通道3的均勻的加熱。為了該目的，接觸電極14可在基體2的端側(cè)在整個長度上接合到其中。備選地，桿狀的接觸電極14也可橫向于流動通道3從基體2的側(cè)面這里置入其中。為了基體2被均勻地加熱，基體2由導(dǎo)電的聚合材料構(gòu)成，其例如可填充有導(dǎo)電的填料，尤其炭黑、煙囪炭黑(Kaminrufi)、碳素纖維和/或石墨粉末和/或金屬粉末。填料例如可被提供給熱硬化的(wjirmehjirtend)或熱塑性的樹脂。基體2的聚合材料優(yōu)選地這樣來構(gòu)造，使得在兩個接觸電極14之間歐姆電阻在10 Ω與50Ω之間、優(yōu)選地10 Ω與20Ω之間的區(qū)域中調(diào)節(jié)。電氣體積電阻(Volumenwiderstand)可處于900 Ω cm至1200 Ω cm之間的區(qū)域中、優(yōu)選地1100 Ω Cm,導(dǎo)熱能力可處于10W/mK與50W/mK之間的區(qū)域中、優(yōu)選地20W/mK。為了能夠獲得正確的酒精含量測量結(jié)果，在呼吸測試之前，流動通道3必須被帶到超過呼吸空氣流的冷凝溫度、即超過35°C的溫度上?？刂茊卧?與用于為執(zhí)行測量的人員顯示測量相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示器15以及與用于接通和關(guān)斷測量儀I的操作元件16相連結(jié)。如果呼吸酒精含量的測量應(yīng)實現(xiàn)，則借助于操作元件接通控制單元7。隨后，借助于溫度傳感器單元來確定基體2的當前的溫度。如果其處于預(yù)設(shè)的最小溫度值之上，那么加熱單元12不獲得接通接觸電極14的控制信號。如果當前的溫度低于預(yù)設(shè)的最小溫度值，那么加熱單元12從控制單元7獲得接通接觸電極14的控制信號。由此基體2被如此長時間地加熱，直至達到必需的最小溫度。隨后，相關(guān)的人員被要求發(fā)出呼吸測試。在此，呼吸空氣通過噴嘴4流到流動通道3中。壓力傳感器6獲取所產(chǎn)生的動壓頭(Staudruck)，壓力傳感器6的輸出信號由控制單元7在發(fā)出呼吸空氣時連續(xù)地換算成由人發(fā)出的體積。當輸出信號超過閾值時，經(jīng)由控制單元7起動未示出的泵并且樣本被從呼吸空氣流牽引至酒精含量傳感器單元10的由酒精傳感器。從由酒精傳感器10提供的測量信號在控制單元7中根據(jù)已知的方法來確定酒精含量。然后在顯示器15中示出所測量的呼吸酒精含量。傳感器單元6、10、11優(yōu)選地彼此獨立地且直接地與控制單元7電連接。根據(jù)本發(fā)明的另一實施形式可設(shè)置有呼吸酒精含量測量儀21，與前述的測量儀I不同，其不具有電化學(xué)的酒精含量傳感器10而具有紅外傳感器28。測量儀1、21的相同的構(gòu)件或者構(gòu)件功能設(shè)有相同的附圖標記。
紅外傳感器28在構(gòu)造為比色皿(KUvette)的基體22中與流動通道23集成地布置。噴嘴4在流動通道23的置于上游的端部處可松開地與基體22相連接。紅外傳感器28包括兩個在測量室29中相對布置的鏡子30、30’，其鑲嵌在基體22中。在鏡子30內(nèi)布置有紅外線輻射源31，而在鏡子30’內(nèi)布置有輻射探測器32。在鏡子30、30’之間的距離以及其焦距這樣來選擇，使得紅外線輻射源31在多次輻射通路(Strahlungsdurchgang)、例如三個通路之后被映射到福射探測器32上。例如,鏡子30、30’彼此的距離可以為5cm，使得最佳的路程長度在此為15cm。紅外線輻射源31和輻射探測器32相應(yīng)通過可透過輻射的窗口 33或33’由引導(dǎo)呼吸空氣流的流動通道23或測量室29來密封。優(yōu)選，輻射探測器32布置在特別的支架34中，支架34與基體22熱分離。基體22的溫度變化因此不對熱輻射探測器32起作用。經(jīng)由氣體入口 35和氣體出口 35’，呼吸空氣樣本流到紅外傳感器28的測量室29中。與控制單元38相連接的溫度傳感器單元包括兩個溫度傳感器36、36’，其中，一個溫度傳感器36鑲嵌在鏡子30’中，而另一個溫度傳感器36’鑲嵌在基體22處。集成在控制單元38中的加熱單元12經(jīng)由電線13與四個接觸電極37、37’、37〃、37’ ’ ’相連接，它們分布地置入基體22中。通過借助于控制單元7控制加熱單元12，接觸電極37、37’、37〃、37’ ’ ’成對地同時或者按順序地被加載以預(yù)設(shè)的電壓。例如，接觸電極37和37’’可與電壓源的正極相連接，而接觸電極37’和37’’’可與電壓源的負極相連接。加熱電流然后流動通過在接觸電極37與37’、37與37’ ’ ’、37’ ’ ’與37〃以及37’與37〃之間的基體22。借助于溫度傳感器36、36’，當前的溫度在加熱過程期間被確定并且通過選擇性地關(guān)斷和接通接觸電極37、37’、37〃、37’’’如此來控制在基體22或紅外傳感器28中的能量分布或熱引入，使得兩個溫度傳感器36、36’大致測量相同的溫度，其應(yīng)對應(yīng)于理論溫度。通過選擇性地接通/關(guān)斷成對的接觸電極37、37’、37〃、37’ ’ ’可平衡在基體22或紅外傳感器28內(nèi)的溫度梯度。根據(jù)未示出的備選的實施形式，接觸電極37、37’、37〃、37’’’也可如此來定位，使得在它們之間在基體22或紅外傳感器28中始終存在相同的歐姆電阻。
為了測量呼吸酒精含量，該儀器借助于操作元件16來接通，使得首先基體22借助于加熱單元12被加熱。當基體22加熱到大約40°C時，則借助于未示出的泵環(huán)境空氣被牽引到測量室29中。輻射探測器32的在此建立的信號在控制單元中被存儲為參考值。然后，人員被要求發(fā) 出呼吸樣本。呼吸空氣流然后經(jīng)由接口 35到達測量室29中。從由輻射探測器32所測量的測量值的然后所測量的測量值和之前所確定的參考值，控制單元7計算酒精濃度。在顯示器15中示出測量結(jié)果。在測量過程結(jié)束后，測量室29為了清洗又被以環(huán)境空氣沖洗。
權(quán)利要求
1.一種呼吸酒精含量測量儀，其帶有包括用于呼吸空氣流的流動通道的基體；帶有吸收人的呼吸空氣流的可更換的噴嘴，其在所述流動通道的置于上游的端部處與所述基體相連接；帶有與所述基體相關(guān)聯(lián)的用于測量呼吸空氣流的酒精含量的酒精傳感器單元和用于測量呼吸空氣流的溫度的溫度傳感器單元；帶有用于加熱所述流動通道的加熱單元；帶有用于處理由所述溫度傳感器單元所提供的測量信號且用于控制所述加熱單元的控制單元，其特征在于，所述基體(2，22)和/或所述酒精含量傳感器單元(10，28)至少在鄰接所述流動通道(3)的區(qū)域中由導(dǎo)電的聚合材料構(gòu)成，并且多個接觸電極(14，37，37’，37"，37’’ ’)在所述基體(2，22)和/或所述酒精含量傳感器單元(10，28)處相接觸，其中，所述接觸電極(14，37，37’，37"，37’相應(yīng)經(jīng)由電線(13)被供應(yīng)有電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述接觸電極(14，37，37’，37"，37’分布地布置在所述基體(2，22)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述接觸電極(14，37，37’，37"，37’’’)根據(jù)由所述溫度傳感器單元(11，36，36’)所提供的溫度測量信 號能夠這樣可選擇地供應(yīng)有這樣的電流強度，使得所述基體(2，22)和/或所述酒精含量傳感器單元(10，28)的由所述溫度傳感器單元(11，36，36’)所測量的溫度值等于或大于預(yù)設(shè)的最小溫度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述溫度傳感器單元(11，36，36’)包括至少兩個溫度測量電阻(11)，其相應(yīng)布置在所述基體(2，22)或所述酒精含量傳感器單元(10，28)處，并且所述接觸電極(14，37，37’，37"，37’’’)能夠供應(yīng)有這樣的電流強度，使得所述溫度測量電阻(11)提供相同的溫度測量信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述接觸電 極(14，37，37’，37"，37’成對地這樣置入所述基體(2，22)和/或所述酒精含量傳感器單元(10，28)處，使得在成對的接觸電極(14，37，37’，37"，37’’’)之間歐姆電阻在IOQ與50 Q的區(qū)域中、優(yōu)選地在IOQ與20 Q之間來調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述基體(2，22)和所述酒精含量傳感器單元(10，28)的聚合材料填充有導(dǎo)電的填料，尤其炭黑、煙囪炭黑、碳素纖維和/或石墨粉末和/或金屬粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述基體 2，22)和/或所述酒精含量傳感器單元(10，28)的聚合材料這樣來構(gòu)造，使得在兩個彼此相間隔布置的接觸電極(14，37，37’，37"，37’之間體積電阻在900 Q cm至1200 Q cm之間并且/或者導(dǎo)熱能力在10W/mK與50W/mK之間的區(qū)域中來調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的呼吸酒精含量測量儀，其特征在于，所述酒精含量傳感器單元(10，28)通過電化學(xué)傳感器(10)或紅外傳感器(28)來形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種呼吸酒精含量測量儀，其帶有包括用于呼吸空氣流的流動通道的基體；帶有吸收人的呼吸空氣流的可更換的噴嘴，其在流動通道的置于上游的端部處與基體相連接；帶有與基體相關(guān)聯(lián)的用于測量呼吸空氣流的酒精含量的酒精傳感器單元和用于測量呼吸空氣流的溫度的溫度傳感器單元；帶有用于加熱流動通道的加熱單元；帶有用于處理由溫度傳感器單元所提供的測量信號且用于控制加熱單元的控制單元，其中，基體和/或酒精含量傳感器單元至少在鄰接流動通道的區(qū)域中由導(dǎo)電的聚合材料構(gòu)成，并且多個接觸電極在基體和/或酒精含量傳感器單元處相接觸，其中，接觸電極相應(yīng)經(jīng)由電線通有電流。
文檔編號G01N33/497GK102854303SQ201210224168
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月2日
發(fā)明者B.施托克 申請人:德拉格安全股份兩合公司