CN109061124B - 一种酒精浓度检测方法 - Google Patents

一种酒精浓度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种酒精浓度检测方法，包括：S1.呼出气体采集通道开启；S2.检测人体呼出气体的指标值，包括呼气流量值、单次呼气持续时间、实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值；S3.判断所述呼气流量值和单次呼气持续时间值是否均达到预设值，是，则执行S4；否，则停止气体采集，间隔时间t后，再执行S1；S4.判断所述气体的实时气压值是否达到预设值，是，则执行S5，否，则执行S2;S5.根据所述实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值，计算呼出气体的酒精浓度值；S6.根据所述呼出气体的酒精浓度值，计算人体血液中的酒精浓度值。本发明在实时检测人体血液中酒精浓度的同时，又可保证检测结果准确。

Description

一种酒精浓度检测方法
技术领域
本发明涉及检测领域，具体是一种酒精浓度检测方法。
背景技术
国家质量监督检验检疫局发布的《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》中规定：饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为；醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。
目前，为了防止驾驶人员在饮酒后驾驶机动车，常通过检测呼气酒精浓度的方式来判断驾驶人员是否酒后驾车。酒精检测仪是检测驾驶人员呼气中酒精含量的仪器，包括：便携式酒精检测仪、壁挂式酒精检测仪，其操作过程简便，但购买价格昂贵。同时，由于不同人的体质差异，酒精的分解能力存在差异，酒精检测仪的检测结果容易受到不同人体温度和环境温度的干扰，另外，被测人员的呼气流量和单次持续时间因人而异，无法确定被测人员是否为深度呼气，这无疑对检测结果造成相当大的误导。进一步的，被测气体的气压量，也会影响检测结果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种酒精浓度检测方法，以至少达到实时检测人体血液中酒精浓度的同时，又可保证检测结果准确。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种酒精浓度检测方法，包括如下步骤：
S1.人体呼出气体采集通道开启；
S2.检测人体呼出气体的指标值，包括呼气流量值、单次呼气持续时间、实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值；
S3.判断所述呼气流量值和单次呼气持续时间值是否均达到预设值，是，则执行步骤S4；否，则停止气体采集，间隔时间t后，再执行步骤S1；
S4.判断所述气体的实时气压值是否达到预设值，是，则执行步骤S5，否，则执行步骤S2；
S5.根据所述实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值，计算呼出气体的酒精浓度值；
S6.根据所述呼出气体的酒精浓度值，计算人体血液中的酒精浓度值。
进一步的，S2中，所述呼出气体的指标值还包括所述气体的气压变化率和温度变化率。
进一步的，S3中，所述间隔时间t为0.5-2s。
进一步的，S5中，所述的呼出气体的酒精浓度值的求解公式如下：
Figure BDA0001741638650000021
其中，Ch为呼出气体中的酒精浓度，Os为酒精传感器的实时输出值，k1为系数，P为呼出气体的实时气压值，Pmax为酒精传感器正常工作的最大气压值，Pmin为酒精的传感器正常工作的最小气压值，T为呼出气体的实时温度值，Tmax为酒精传感器正常工作的最大温度值，Tmin为酒精传感器正常工作的最小温度值，R为通用气体常数。
进一步的，S6中，所述的血液中的酒精浓度值的求解公式为：
Cx＝k2*Ch，
其中，Cx为血液中的酒精浓度，k2为系数。
进一步的，系数k2满足如下函数关系：
Figure BDA0001741638650000022
其中，P为呼出气体的实时气压值，T为呼出气体的实时温度值，ΔP为呼出气体的每秒的气压值变化差值的绝对值，ΔT为呼出气体的每秒的温度值变化差值的绝对值。
一种采用酒精浓度检测方法的检测装置，所述的检测装置包括电动阀、显示器、流量计、计时器、气压传感器、温度传感器、酒精传感器和控制器；
所述电动阀与气体采集通道连通，所述流量计设置于所述气体采集通道上，所述气压传感器、温度传感器和酒精传感器设置于气体采集腔内，所述气体采集腔与气体采集通道连通；
所述控制器与电动阀、显示器、流量计、计时器、气压传感器、温度传感器、酒精传感器电连接。
本发明的有益效果是：在酒精分析算法执行前，添加对被测气体的双重预处理及判断，首先对呼气流量值、单次呼气持续时间进行判断，对不符合标准的呼气进行暂停处理，有效规避被测人员企图通过浅度呼气逃避惩罚的操作；对符合呼气标准的气体，再进一步监测实时气压值。在气体量达到预设标准后，进入酒精浓度测试环节，求解气体酒精浓度时，因考虑到不同酒精传感器受环境和人体影响导致漂移，本发明加入气体的气压和温度作为检测结果的补偿，有效降低干扰。同时，本方法还对非正常呼气和气体量不足做出补偿策略，可作为对上一步预处理判断的保险操作，进一步增加了检测的精度。最后，对血液酒精浓度和呼气气体酒精浓度的相关系数，做出进一步的补偿处理。
具体实施方式
下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种酒精浓度检测方法，包括如下步骤：
S1.人体呼出气体采集通道开启；
S2.检测人体呼出气体的指标值，包括呼气流量值、单次呼气持续时间、实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值；
S3.判断所述呼气流量值和单次呼气持续时间值是否均达到预设值，是，则执行步骤S4；否，则停止气体采集，间隔时间t后，再执行步骤S1；
S4.判断所述气体的实时气压值是否达到预设值，是，则执行步骤S5，否，则执行步骤S2；
S5.根据所述实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值，计算呼出气体的酒精浓度值；
S6.根据所述呼出气体的酒精浓度值，计算人体血液中的酒精浓度值。
进一步的，S2中，所述呼出气体的指标值还包括所述气体的气压变化率和温度变化率。
进一步的，S3中，所述间隔时间t为0.5-2s。
进一步的，S5中，所述的呼出气体的酒精浓度值的求解公式如下：
Figure BDA0001741638650000031
其中，Ch为呼出气体中的酒精浓度，Os为酒精传感器的实时输出值，k1为系数，P为呼出气体的实时气压值，Pmax为酒精传感器正常工作的最大气压值，Pmin为酒精的传感器正常工作的最小气压值，T为呼出气体的实时温度值，Tmax为酒精传感器正常工作的最大温度值，Tmin为酒精传感器正常工作的最小温度值，R为通用气体常数。
进一步的，S6中，所述的血液中的酒精浓度值的求解公式为：
Cx＝k2*Ch，
其中，Cx为血液中的酒精浓度，k2为系数。
进一步的，系数k2满足如下函数关系：
Figure BDA0001741638650000041
其中，P为呼出气体的实时气压值，T为呼出气体的实时温度值，ΔP为呼出气体的每秒的气压值变化差值的绝对值，ΔT为呼出气体的每秒的温度值变化差值的绝对值。
一种采用酒精浓度检测方法的检测装置，所述的检测装置包括电动阀、显示器、流量计、计时器、气压传感器、温度传感器、酒精传感器和控制器；
所述电动阀与气体采集通道连通，所述流量计设置于所述气体采集通道上，所述气压传感器、温度传感器和酒精传感器设置于气体采集腔内，所述气体采集腔与气体采集通道连通；
所述控制器与电动阀、显示器、流量计、计时器、气压传感器、温度传感器、酒精传感器电连接。
本发明在酒精分析算法执行前，添加对被测气体的双重预处理及判断，首先对呼气流量值、单次呼气持续时间进行判断，对不符合标准的呼气进行暂停处理，有效规避被测人员企图通过浅度呼气逃避惩罚的操作；对符合呼气标准的气体，再进一步监测实时气压值。在气体量达到预设标准后，进入酒精浓度测试环节，求解气体酒精浓度时，因考虑到不同酒精传感器受环境和人体影响导致漂移，本发明加入气体的气压和温度作为检测结果的补偿，有效降低干扰。同时，本方法还对非正常呼气和气体量不足做出补偿策略，可作为对上一步预处理判断的保险操作，进一步增加了检测的精度。最后，对血液酒精浓度和呼气气体酒精浓度的相关系数，做出进一步的补偿处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种酒精浓度检测方法，其特征在于：
S1.人体呼出气体采集通道开启；
S2.检测人体呼出气体的指标值，包括呼气流量值、单次呼气持续时间、实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值；
S3.判断所述呼气流量值和单次呼气持续时间值是否均达到预设值，是，则执行步骤S4；否，则停止气体采集，间隔时间t后，再执行步骤S1；
S4.判断所述气体的实时气压值是否达到预设值，是，则执行步骤S5，否，则执行步骤S2；
S5.根据所述实时气压值、实时温度值和酒精传感器的实时输出值，计算呼出气体的酒精浓度值；
S6.根据所述呼出气体的酒精浓度值，计算人体血液中的酒精浓度值；
S5中，所述的呼出气体的酒精浓度值的求解公式如下：
Figure FDA0002443022660000011
其中，Ch为呼出气体中的酒精浓度，Os为酒精传感器的实时输出值，k1为系数，P为呼出气体的实时气压值，Pmax为酒精传感器正常工作的最大气压值，Pmin为酒精的传感器正常工作的最小气压值，T为呼出气体的实时温度值，Tmax为酒精传感器正常工作的最大温度值，Tmin为酒精传感器正常工作的最小温度值，R为通用气体常数。
2.根据权利要求1所述的一种酒精浓度检测方法，其特征在于：S2中，所述呼出气体的指标值还包括所述气体的气压变化率和温度变化率。
3.根据权利要求2所述的一种酒精浓度检测方法，其特征在于：S3中，所述间隔时间t为0.5-2s。
4.根据权利要求1所述的一种酒精浓度检测方法，其特征在于：S6中，所述的血液中的酒精浓度值的求解公式为：Cx＝k2*Ch，其中，Cx为血液中的酒精浓度，k2为系数。
5.根据权利要求4所述的一种酒精浓度检测方法，其特征在于，系数k2满足如下函数关系：
Figure FDA0002443022660000021
其中，P为呼出气体的实时气压值，T为呼出气体的实时温度值，ΔP为呼出气体的每秒的气压值变化差值的绝对值，ΔT为呼出气体的每秒的温度值变化差值的绝对值。
6.一种采用权利要求1-5之一所述的酒精浓度检测方法的检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括电动阀、显示器、流量计、计时器、气压传感器、温度传感器、酒精传感器和控制器；所述电动阀与气体采集通道连通，所述流量计设置于所述气体采集通道上，所述气压传感器、温度传感器和酒精传感器设置于气体采集腔内，所述气体采集腔与气体采集通道连通；所述控制器与电动阀、显示器、流量计、计时器、气压传感器、温度传感器、酒精传感器电连接。
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