[發明專利]帶有曲線繪制功能的紅外酒精測試方法及系統

無效

• 申請號: 200910095212.1
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101477043A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 李仁旺;熊業攀;張鵬舉;朱澤飛;金周銀;王永建;陳州;任志鋒;楊芬
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及紅外酒精測試方法及系統，尤其是涉及一種帶有曲線繪制功能 的紅外酒精測試方法及系統。

背景技術

隨著汽車工業的迅猛發展，因酒后駕車而引起的交通事故與日俱增，嚴重 的威脅著人們的生命財產安全。在交通事故案件處理中，需要檢測酒后駕車肇 事者的BAC(Blood?Alcohol?Concentration)，即血液酒精濃度，作為法院呈堂證供。 執法人員主要采用非侵入性檢測來對駕駛員進行證據性呼氣酒精測試 (Evidential?Breath?Alcohol?Testing)，方法大都是基于非色散紅外光譜分析技術， 即化合物的分子對紅外光譜內某一個或某一組特定波段內的輻射有選擇地吸 收，吸收強度與該化合物的濃度相關。根據該方法可以檢測出駕駛員呼氣酒精 濃度(BrAC，Breath?Alcohol?Concentration)，然后按固定比例關系計算出BAC。

目前基于紅外吸收呼氣酒精檢測儀器一般采用斬波器對紅外光進行機械調 制，即在紅外光源和氣室之間的光路上加一個帶有多個通孔的以一定速率旋轉 的斬波器，通孔分別被不同中心波長的窄帶濾光片覆蓋，產生的光脈沖信號通 過氣室被吸收后，經紅外探測器轉換為電信號，由計數器的時間窗口控制各個 通道的導通，然后對各通道信號進行比較處理，將最終結果顯示在液晶屏上。 該技術的主要缺點是采用機械調制方式，斬波器需要電機帶動旋轉，使得光學 部件體積大，重量重，且干擾性強，壽命和可靠性降低；另一方面是測試的結 果不能實時顯示，容易受口腔酒精的干擾。

發明內容

針對上述現狀和技術的不足，本發明的目的在于提供一種帶有曲線繪制功 能的紅外酒精測試方法及系統。它采用光源調制的方式，使得系統的可靠性和 抗干擾能力大大提高。通過比較通道消除光源不穩定性、光電器件零漂及呼氣 中其他干擾物質的影響。系統中微處理器通過定時器設定一定的采樣時間間隔， 將采集的數據轉換為酒精濃度值后實時繪制在GUI顯示系統上，從而可以對測 試有效性進行判斷。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一、一種帶有曲線繪制功能的紅外酒精測試方法：

微處理器產生一定頻率的方波脈沖，輸入脈動光源驅動電路驅動紅外光源， 被調制的紅外光進入氣室后，在氣體特征吸收譜線范圍內，紅外輻射光線被吸 收，衰減的紅外光經中心波長為3.95μm、3.48μm和3.39μm的窄帶濾光片組后， 打在紅外探測器上，轉換為電信號后送入信號放大處理電路，然后經A/D轉換 電路轉換為數字信號送入微處理器，微處理器對各路數字信號進行處理，計算 出酒精濃度，并以曲線的形式實時顯示濃度值。

所述的濾光片組包括中心波長為3.95μm、3.48μm和3.39μm的窄帶濾光片， 3.95μm的紅外光不被氣室內任何吸能化合物吸收，3.48μm的紅外光主要被酒精 吸收，3.39μm的紅外光主要被丙酮和水吸收。

所述的微處理器通過定時器設定一定的采樣時間間隔，將采集的數據轉換 為酒精濃度值后以曲線的形式在圖形用戶界面顯示系統上實時顯示。

二、一種帶有曲線繪制功能的紅外酒精測試系統：

包括微處理器單元、脈動光源驅動電路、拋物線型反射鏡、紅外光源、氣 室、濾光片組、紅外探測器、信號放大處理電路、A/D轉換電路、無線打印模 塊和GUI顯示系統；拋物線型反射鏡和紅外光源、氣室、濾光片組和紅外探測 器依次連接，紅外光源、氣室、濾光片組及紅外探測器處于同一光路上；紅外 探測器經信號放大處理電路和A/D轉換電路電連接，微處理器單元分別與脈動 光源驅動電路、A/D轉換電路、無線打印模塊和GUI顯示系統電連接，脈動光 源驅動電路與紅外光源電連接，。

所述的脈動光源驅動電路的輸入端接微處理器單元的一個輸出端，場效應 晶體管輸出驅動器Q1的漏極接紅外光源，Q1的源極接地，紅外光源的另一引 腳接電源正極VCC。

所述的酒精測試系統中，微處理器單元采用ARM9芯片，濾光片組包括中 心波長為3.95μm、3.48μm和3.39μm的窄帶濾光片，紅外探測器采用熱電制冷 硒化鉛探測器，無線打印模塊核心部件是nRF2401芯片，采用該芯片的經典標 準連接電路，A/D轉換電路采用MAX1214或National公司的系列A/D轉換芯 片。