SE443661B - Sett och anordning for att urskilja och avskilja alveolarluftandelen fran utandningsluft - Google Patents

Description

7903238-9 ,2_ (Us-Ps 3 850 650).

En annan anordning för bestämning av en gasbeståndsdel i andningsluft, nämligen halten av alkohol, mäter densamma vid en genom.tidsstyrning fastställd tidpunkt. Denna tidpunkt bestäm- mes av slutet för ett inom utandningstidsrummet begynnande, för- utbestämbart tidsintervall. Andningsluftgenomströmningen får där- vid inom detta tidsíntervall inte sjunka under en fastställd mi- nimigenomströmning och får därvid alltid strömma endast i ut- andningsriktningen. Om dessa båda betingelser inte är uppfyllda fastställer en feldetektor ogiltigheten av mätningen. Det förut- givna tidsintervallet skall säkerställa att försökspersonen vid mättídpunkten redan har utandat luften ur munhålan och luftrören så att mätanordningen mäter utandningsalkoholkoncentrationen hos alveolarluften. Slutet av det förutgivna tidsintervallet bestäm- mes av den tidpunkt, vid vilken en minimiandningsluftvolym av företrädesvis minst 80 % av den totala andningsluftvolymen ut- andats. En integrator kan vid in- och utandningen tidsberoende integrera andningsluftgenomströmningen och därav fastställa slu- tet av tidsintervallet från minimiandningsluftvolymen. Denna utföringsform skall vara oberoende av försökspersonens kropps- byggnad. En nackdel med denna anordning är den mycket komplice- rade uppbyggnaden eftersom anordningen bl.a. av hygieniska or- saker màste uppvisa en dubbel volymmätanordning, nämligen såväl i inandnings- som i utandningsvägen. Han kan inte begära att försökspersonen skall inandas genom en kanal, genom vilken före- gående försöksperson redan har utandats. En överensstämmelse mellan mätvärdena för de båda volymmätanordningarna kan inte uppnås med enkla konstruktionsdetaljer och detsamma gäller för en ofrânkomlig nödvändig kontroll. Detta förfarande är inte heller säkert för mätfel, förorsakade av en ovillig försöks- person. Genom en medvetet svag inandning kan en mycket för låg andningskapacitet simuleras. Den därvid automatiskt exempelvis hos 80 % av den totala andningsvolymen påvisade minimiandnings- luftvolymen kan alltså vid provningen i praktiken härstamma en- dast från munhàlan och svalget. Den för ett noggrant mätvärde avgörande alveolarluften kan därvid inte fullständigt uppfångas (DE-OS 24 28 552). Även ett annat känt förfarande och anordningen därför er- _! 3 7903238-9 fordrar för ett noggrant fastställande av andelen av gasen, som skall påvisas, i andningsluften en separering av alveoiar- luften från blandluft och pendelluft. Det gäller även här en anordning för bestämning av alkoholhalten i andningsluften.

I detta fall mäter den tillhörande infraröd-mätanordningen fortlöpande<ën momentana alkoholkoncentrationen under prov- tagningen. I en tröskelvärdekomparator fastställes ändringen av mätvärdet med tiden, vilken utgör ett mått på stigningshas- tigheten för alkoholkoncentrationen.

Registreringen av ett mätvärde hos indikatorn sker först då stigningshastigheten underskrider ett på förhand givet tröskelvärde. Detta första villkor härrör från det faktum, att pendelluftandelen från munhålan och svalget med sjunkande stigningshastighet blir ständigt lägre varvid vid underskri- dande av tröskelvärdet endast alveolarluft befinner sig i an- ordningens mätkanal. Ett ytterligare villkor för återgivning- en av mätvärdet är att den av en strömningsmätare bestämda strömningshastigheten för utandningsluften fram till tidpunkten för återgivning av mätvärdet under ett förutgivet tidsrum måste ha legat över ett förutgivet värde. Detta ytterligare villkor tillförsäkrar det förutsedda slutet för mätförfarandet.

Mätningen av alkoholkoncentrationen sker medelst en i andnings- luftströmmen inkopplad infraröd-mätanordning med kort reaktions- tid. En nackdel är att till följd av den höga upplösningen för mätvärdena, som är nödvändig för bestämning av stigningshastig- heten, erfordras en kostbar infraröd~mätanordning. En tillför- litlig bestämning av alveolarluftandelen är inte genomförbar med enkla, billiga eller långsamma alkoholmätanordningar (DE-OS 26 10 578).

Till grund för föreliggande uppfinning låg uppgiften att finna ett enkelt och tillförlitligt förfarande samt tillhöran- de anordning, med vilka man kan säkerställa att endast alveolar- luftandelen hos andningsluften står till förfogande för mät- ningen.

Lösningen på den uppställda uppgiften, så långt förfarandet beträffar, framgår av de kännetecknande delarna hos kraven 1 och 2.

Förfarandet enligt uppfinningen utnyttjar det faktum, att 7905238-9 temperaturen hos utandningsluften är en funktion av den utanda- de volymen. Den uppnår en konstant nivå samtidigt med början av utandningen av alveolarluftandelen. Stigningshastigheten för temperaturen har därvid gått mot O. Temperaturdifferansmätning- ar från mätpunkt till mätpunkt är enkla och tillhör känd tek- nik, om temperaturen uppmätes kontinuerligt medelst ett minia- tyr-temperaturkänselorgan. Den säkra, på detta sätt mycket enk- la separationen av blandnings- och pendelluften från alveolar- luften möjliggör den fördelaktiga användningen av enkla, även långsamma.och motsvarande billiga mätanordningar.

Hed möjligheten till fördröjning av genomledningen av al- veolarluftandelen genom mätkammaren kan för speciella använd- ningsändamål, exempelvis för speciellt känsliga mätningar, av- skiljningen göras ännu noggrannare genom det större avståndet mellan alveolarandelen och därmed mätprovet och blandluftande- len.

Anordningarna för genomföringen av sättet enligt uppfin- ningen framgàr av kännetecknen i kraven 5 - 5.

Dessa beskriver den enkla, fördelaktiga uppbyggnaden av anordningen vilken dock trots det säkerställer att endast al- veolarluftandelen hos andningsluften underkastas mätningen.

Blandluftandelen och pendelluftandelen har på förhand med sä- kerhet avskilts.

Uppfinningen belyses medelst ett utföringsexempel med hän- visning till bifogade ritning.

Försökspersonen, vars utandningsprov skall undersökas, blå- ser i ett i och för undvikande av kondensation till exempelvis 40°C värmt andningsluftrör 1. Detta uppvisar ett inlopp och två utlopp. Utloppen kan öppnas resp. stängas med hjälp av reglera- de avstängningsventiler 6, 7. Hedelst ett miníatyr-temperatur- känselorgan 2 med tillräckligt låg tidskonstant uppmätes kon- tinuerligt temperaturen hos utandningsluften omedelbart efter inträdet i andningsluftröret 1. Då de alveolara andningsluft- temperaturerna ligger vid ca 54,5 3 2°C tillämpas på grund av dessa individuella variationer inte uppnáendet av ett bestämt temperaturvärde som kriterium på inträdet av alveolar andnings- luft i andningsluftröret 1 utan man följer i stället de genom elektronisk differentiering i en tröskelvärdeskomparator 5 pá- .I 7903238-9 visade ändringarna hos utandningsluftens temperatur. Då dessa uppnått ett värde nära 0, “villkor a", har man säkerställt att endast alveolarluft strömmar längs med miniatyr-temperaturkän- selorganet 2. Via en taktomkopplare 13, som via en OCH-grind 11 är kopplad till tröskelvärdeskomparatorn 3, stängs spärrventi- len 6 och samtidigt öppnas spärrventilen 7. Därvid strömmar al- veolarluft in i mätkammaren 8. Medelst den i mätkammaren 8 an- ordnade sensorn 9 hos andningsgasmätanordningen uppmätes härvid från alveolarluftandelen koncentrationen hos den eftersökta gas- andelen. Andningsgas-mätanordningen kan därvid t.o.m arbeta dis- kontinuerligt. Genom att andningsluftröret 1 vid öppnandet av spärrventilen 7 redan är fullständigt fyllt med alveolarluft kan en fördröjningskopplare 10 vara inkopplad i förbindningsledningen från tröskelvärdeskomparatorn 3 till OCH-grinden 11.

Via signalen från OCH-grinden 11 aktiveras taktomkopplaren 13, via vilken därefter spärrventilerna 5, 6, 7 styrs.

Inledningen av alveolarluft i mätkammaren 8 avslutas auto- matiskt genom tillslutning av spärrventilen 7 då den varit till- räckligt länge öppen för utförande av mätningen resp. då mätkam- maren 8 i närvaro av den ytterligare spärrventilen 5 efter utspol- ning är fylld med endast alveolarluft. I detta fall stängs även spärrventilen 5 medelst taktomkopplaren 13. Fyllningen av mätkam- maren 8 med alveolarluft kan indikeras optiskt eller även akus- tiskt medelst indikatorer 14, 15.

Som skydd mot oavsiktlig eller exempelvis vid alkoholbestäm- ning i utandningsluften avsiktligt genomförd förfalskning av mätvärdena genom en icke kontinuerlig utandning eller inand- ning övervakas andningsluftströmningen som "villkor b". Me- delst strömningsmätaren 4, som arbetar med hjälp av en käns- lig differenstryckomkopplare 12, säkerställes att vid uppfyllt "villkor a" spärrventilen 7 öppnas endast då en tillräcklig strömningshastighet och ett ringa övertryck gentemot atmosfä- ren föreligger i andningsluftröret 1. I detta syfte är mätvär- det från differenstryckomkopplaren 12 och från OCH-grinden 11 sammankopplade. Giltiga koncentrationsbestämningar erhålles endast om “villkor a" och "villkor b" ständigt är samtidigt uppfyllda un- der totala tidsrummet för mätförloppet vid OCH-grinden 11. Skulle detta 7903238-9 *¿ inte vara fallet uppträder en akustisk eller optisk varning medelst indikatorerna 14, 15.

Försökspersonen, vars andnimgsprov skall undersökas, måste därefter på nytt blåsa i anordningen.

Claims (5)

ï 7905238-9 Patentkray

1. Sätt att urskilja och avskilja alveolarluftandelen från ut- andningsluft, varvid strömningshastigheten för utandningsluften mätes, k ä n n e t e c k n a t av att utandningsluften med minsta strömningshastighet ledes genom ett andningsluftrör (1), varvid utandningsluftens temperatur fortlöpande uppmätes och vid underskridande av ett pâ förhand givet tröskelvärde för ut- andningsluftens temperaturändring ledes in i eller genom en mät- kammare (8), i vilken därvid den önskade andningsgasbeståndsdelen fastställes medelst sensorer (9).

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att genomströmningen sker med förutbestämd fördröjning.

3. Anordning för genomföring av sättet enligt krav 1 medelst en strömningsmätare i ett andningsluftrör, k ä n n e t e c k- n a d av att andningsluftröret (1) , som via en styrd spärr- ventil (7) är förbindbart med en via ett utlopp mot omgivningen öppen mätkammare (8) och via en ytterligare styrd spärrventil (6) är direkt förbindbart med omgivningen, uppvisar ett temperatur- känselorgan (2) för andningsgasen, vilket är kopplat till en tröskelvärdeskomparator (3), vars utgång tillsammans med utgången från en strömningsmätare (4) är kopplad till en OCH-grind (11), som med samtidig styrning via en taktomkopplare (13) styr spärr- ventilerna (6, 7).

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att mätkammaren (8) i utloppet uppvisar en av taktomkopplaren (13) styrd spärrventil (5).

5. Anordning enligt krav 3 och 4, k ä n n e t e c k n a d av att en fördröjningsomkopplare (10) är inkopplad i förbind- ningen mellan tröskelvärdeskomparator (3) och OCH-grind (11).