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一种测量经呼吸气流呼出的气体中至少一种成分的浓度的便携式设备的制作方法

文档序号:24941655发布日期:2021-05-04 11:34
一种测量经呼吸气流呼出的气体中至少一种成分的浓度的便携式设备的制作方法

本发明的目的是一种测量经呼吸气流呼出的气体中至少一种成分的浓度的便携式设备。本发明还涉及此类设备的操作方法和使用方法。

本发明涉及便携式电子设备技术领域,像酒精测量仪或酒精检测仪,例如用于测量或检测经呼吸气流呼出的气体成分的浓度。



背景技术:

通过专利文献fr2730314b1(seres)已知一种测量经呼吸气流呼出的气体中至少一种成分的浓度的便携式设备,包括:

-吹管,呼吸气流经该吹管被排出,

-机箱,其中包含:

ο测量容器,

ο测量装置,适于测量在测量容器中流动的呼出气体中的至少一种成分的浓度,

ο其中安装有吹管的开口。

吹管包括:

-第一腔室,第一腔室包括入口,呼出气流经该入口进入所述第一腔室,

-靠近第一腔室的第二腔室,第二腔室包括:

ο通向第一腔室的入口,

ο与测量容器流体连通的第一出口,一部分呼出气流经过该出口,

ο连接环境空气的第二出口,测量容器中不流动的那部分呼吸气流经过该第二出口排放到环境空气中。

第一腔室的入口和第二腔室的连接环境空气的第二出口在同一轴线上对齐并且横截面基本相同。当吹气压力较高时,空气经连接环境空气的第二出口排出,由于文丘里效应在第二腔室的第一出口处形成负压。这导致存在于测量容器中的空气被局部吸出。因此,呼出气流中关键成分的浓度测量受到极大影响并且可能无法代表所述流体中存在的关键成分的实际含量。

为了克服这一问题,现有技术中已知的大多数便携式测量设备所采取的方案在于,使用能够在测量容器出口处形成明显负压的泵送装置,以补偿这种文丘里效应。除了这种组件的成本之外,当希翼进一步缩小所述设备并减小所用电池的尺寸时,该方案具有局限性。实际上,这种泵送装置是一种无法忽视的能量消耗来源,并且仍然相对笨重。

本发明旨在改善这种情况。具体地,本发明的目的是确保测量设备的测量可靠性和精度,同时简化其设计并降低其制造成本。

本发明的另一个目的是提出一种测量设备,其设计使其相对于现有设计中已知的设备更为紧凑。

通过专利文献us2017/0100057(wang)还已知一种设备,其中机箱具有通向开口处的壳体,壳体中设有吹管。

在这类设备中,在机箱内安装电子组合件(例如:测量装置、泵送装置、控制单元)往往需要耗费时间和劳力。实际上,机箱可能很小,这会造成组件安装、固定及连接困难。

另外,当其中一个电子组件发生故障时,其更换和/或维修较为困难。实际上,需要打开机箱,测试组件以诊断故障,进行维修,重新关闭机箱,并可能需要重新校准设备。实施所有这些步骤可能是乏味且耗时的。另外,需要使设备完全断电,即它不可用。

面对这种情况,本发明的另外一个目的是缩短设备各种电子组合件的安装时间,并简化这些电子组合件在机箱中的安装。

本发明的另外一个目的是提出一种设备,其设计允许对某一个故障电子组合件进行检修,同时缩短设备的断电时间。



技术实现要素:

本发明提出的方案是一种测量经呼吸气流呼出的气体中至少一种成分的浓度的便携式设备,其类型如前述专利文献fr2730314b1中所述。这种设备的特征在于:

-第二腔室设置在第一腔室内部或靠近所述第一腔室的位置处,

-连接环境空气的出口通向第一腔室,使得在所述第一腔室内流动的呼出气流只有一部分经所述第二腔室的入口进入第二腔室中,另一部分呼出气流则被排放到环境空气中。

现在通过这种设计,向环境空气排放部分呼吸气流是在第一腔室处实现的,而不是第二腔室。这确保了与测量容器连通的第二腔室的出口处不会因文丘里效应而产生负压。此测量容器中存在的空气不会被局部吸出,从而使测量结果可靠且精确。另外,不再需要设置泵送装置在测量容器出口处形成负压。省去此组件可以减少设备所占空间并减少电能消耗。

下面列出了本发明的其他有利特征。这些特征中的每一项均可以单独加以利用或与上述其它显着特征组合,并且在必要情况下作为一个或多个分案专利申请:

-根据一种实施方式,第一腔室和第二腔室置于吹管中。

-根据一种实施改型,第一腔室和第二腔室置于机箱中。

-根据另一种实施改型,测量容器、测量装置、适于提取在测量容器中流动的呼吸气流的泵送装置、控制单元集中在共用支承件上,以形成可抓握的一体式组合件,该组合件可拆卸地安装在机箱壳体中;第一腔室和第二腔室置于共用支承件上。

-根据一种实施方式,第二腔室的尺寸比第一腔室小。

-根据一种实施方式,测量容器、测量装置、泵送装置和控制单元集中在共用支承件上,以形成可抓握的一体式组合件,该组合件可拆卸地安装在机箱壳体中。

-根据一种实施方式,机箱由具有共同纵轴的至少两个细长管件构成,这些管件沿所述纵轴套接以限定壳体;一体式组合件安装在其中一个管件中,该管件构成吹管架,其中套接有吹管。

-根据一种实施方式,构成机箱的另一个管件适于容纳电池,该电池适于向可抓握的一体式组合件供电。

-根据一种实施方式,共用支承件适于确保测量容器和第二腔室的出口之间的流体连通。

-根据一种实施方式,共用支承件包括:-其中安装有测量容器的壳体;-至少一个其中安装有测量装置的壳体;-其中安装有泵送装置的壳体;-一个或多个适于容纳控制单元的结构。

-根据一种实施方式,共用支承件包括:-第一钻孔,其通向其中安装有测量容器的壳体,使得所述钻孔与所述容器流体连通;-第二钻孔,其通向腔室,腔室设置在所述支承件中并且腔室内安装有压力传感器;-第二腔室的出口与第一钻孔和第二钻孔流体连通。

-根据一种实施方式,第一钻孔是圆锥形的,该第一钻孔包括通向壳体的第一孔口和第二孔口,该壳体中安装有测量容器,所述第一孔口的直径小于所述第二孔口的直径。

-根据一种实施方式,连接环境空气的出口的尺寸被设定为使得第一腔室中80%到98%的呼出气流被排放到环境空气中。

-根据一种实施方式:-第一腔室入口、第二腔室入口和所述第二腔室出口设置在同一条直线上;-连接环境空气的出口方向被设定为垂直于该直线。

-根据一种实施方式,其中安装有泵送装置的壳体包括通向壳体的钻孔,所述壳体中安装有测量容器,使得所述壳体流体连通。

-根据一种实施方式:-测量容器和机箱均具有纵轴,这些纵轴是平行的;-泵送装置被构造成沿着平行于所述纵轴的方向排出测量容器中流动的呼吸气流。

-根据一种实施方式:-测量容器是由构成管状的柔性可挠曲支承件构成的;-柔性可挠曲支承件的一面覆盖有反光金属材料,形成反光层;-柔性可挠曲支承件包括加热电阻元件;-柔性可挠曲支承件包括两个相对的纵向边缘,它们通过粘合彼此相连,以保持所述支承件呈管状;-所述边缘之一具有不带加热电阻元件的带条。

-根据一种实施方式:-测量容器是由呈管形的柔性可挠曲支承件构成的;-柔性可挠曲支承件包括第一面和第二面,这两个面是相对的;-第一面覆盖有反光金属材料,形成反光层;-柔性可挠曲支承件包括加热电阻元件,该加热元件为可挠曲电路的形式,其中加入了一根或多根金属条形式的加热丝,其厚度为1μm到50μm,设置在第二面上。

-根据一种实施方式,一根或多根加热丝均匀地覆盖柔性可挠曲支承件,使得发热电阻元件在所述支承件的整个第二面上产生的电功率密度一致。

-根据一种实施改型,一根或多根加热丝不均匀地覆盖柔性可挠曲支承件,使得发热电阻元件产生的电功率沿柔性可挠曲支承件的纵轴和/或横轴变化。

-根据一种实施方式,加热丝构成并联电连接的加热电阻子组合件。

-根据一种实施方式:-测量容器为两端敞开的管状;-测量装置包括安装在测量容器一端的红外线发射器,以使红外线穿过所述容器;还包括安装在测量容器另一端的红外线探测器;-红外线发射器和测量容器相应端之间插入一个呼吸气流密闭腔体;-红外线探测器和测量容器相应端之间插入一个呼吸气流密闭腔体。

-根据一种实施方式,所述设备是酒精测量仪或酒精检测仪。

本发明的另一方面涉及一种设备的测量容器的温度调节方法,该方法在于,利用负反馈回路调节进入到发热电阻元件中的电能,该负反馈回路基于:实时测量所述元件的电阻,目的是达到对应于目标加热温度的相应设定电阻。

本发明的另一方面涉及该设备的使用方法,包括以下步骤:

-在数据库中保存并关联设备识别装置和用户识别装置,

-测量之前,从用户移动终端获取设备识别装置和用户识别装置,

-分析所获取的设备识别装置和用户识别装置,

-仅在所获取的设备识别装置与所获取的用户识别装置之间存在对应关系的情况下,才向控制单元发送实行测量的指令,该指令是在移动终端生成的。

用户识别装置的获取有利地基于所述用户人脸识别算法的实施。

设备识别装置的获取可以基于所述设备形状识别算法的实施或者基于所述设备上添加的标记识别算法的实施。

附图说明

下面将通过作为非限制性实施例给出的优选实施方式,并结合附图,阐述本发明的其它优点及特征,其中所述附图为:

-图1a为根据本发明的设备的前透视图,

-图1b为图1a设备的后透视图,

-图2a为图1a和1b设备的前透视分解图,

-图2b为图1a和1b设备的后透视分解图,

-图3a为根据第一实施方式的一体式组合件的前透视图,

-图3b为图3a中一体式组合件的后透视图,图4为根据第一实施方式的共用支承件的透视图,

-图5为图4中共用支承件的透视分解图,带有构成管状的测量容器,

-图6为图4中共用支承件的纵向剖视图,其上安装有测量装置和泵送装置,

-图7为吹管的透视图,该吹管适于与图4至6中的共用支承件配合,

-图8为图7中吹管的纵向剖视图,

-图9为安装在机箱中的图7和图8中的吹管和图4至6中的共用支承件的横向剖视图,

-图10为根据第二实施方式的共用支承件的透视图,

-图11为图10中共用支承件的纵向剖视图,其上安装有测量装置和泵送装置,

-图12为吹管的透视图,该吹管适于与图10和11中的共用支承件配合,

-图13为图12中吹管的纵向剖视图,

-图14为安装在机箱中的图12和图13中的吹管和图10和图11中的共用支承件的横向剖视图,

-图15为根据本发明的第三实施方式的机箱的横向剖视图,

-图16为图15中机箱的纵向剖视图,

-图17为安装在图15和图16所示机箱中的图4至6中的共用支承件的横向剖视图,

-图18a、18c、18d为构成测量容器的柔性可挠曲支承件的多个改型的正视图,该支承件是扁平的,

-图18b为图18a、18c、18d中支承件的另一面的视图,

-图19a至19i视出了与根据本发明的设备配对的移动终端上可见的各种图形界面,

-图20以简化形式示出了本发明中使用的控制单元的结构。

具体实施方式

本发明的目标设备用于测量经呼吸气流呼出的气体中至少一种成分(乙醇和/或丙酮和/或co和/或co2和/或h2o和/或...)的浓度。它特别适合用作酒精测量仪或酒精检测仪,以检测和/或检验醇血水平,例如驾驶车辆之前,但并不限于此。也可以供糖尿病患者通过测量其呼吸气流中的丙酮浓度来间接评价其血糖。在说明书下文中,“经呼吸气流呼出的气体”、“呼吸气流”或“呼出气体”这些表达方法均为同义词。

该设备是便携式的,因为它是独立的并且足够小以便可以放在例如衣袋中。

在图1a和1b中,设备a是细长形状的并且具有纵轴x-x。该纵轴有利地刻在平行六面体外壳上,外壳的长度在10cm到15cm之间,宽度在1cm到3cm之间,高度在1cm到3cm之间。因此,可以认为设备a是紧凑型的,占用空间特别小。

设备a包括吹管1,用户呼出的气流会经过该吹管。在附图中,该吹管1为长笛吹嘴的形状。它组装在机箱2一端。

吹管1和机箱2由刚性材料制成,例如合成或生物基塑料(例如:pvc、abs、pc、pa、pla、pha、phb、pbs)、碳、复合材料、钢等。它们可以通过模制、挤出、印刷或通过适合本领域技术人员的任何其他方法来获得。它们不需要任何特殊的表面处理。

在图1a和1b中,机箱2在其壁上可触及地包括用于启动/停止设备a的致动按钮20,以及用于显示气体成分浓度值的信息装置21。该信息装置21优选地是oled屏幕型显示屏。信息装置21还可以包括采取发声方式指示测量值的扬声器,和/或一个或多个颜色随测量值变化的指示灯。

机箱2具有壳体,壳体中安装有设备a的各种组件。在图2a和2b中,机箱2由两个细长管2a、2b构成,它们具有公共纵轴,即轴x-x。这两个管2a、2b沿纵轴x-x套接。这种特别简单的设计具有诸多优点:可以将机箱2制成简单形状并因此降低其制造成本。另外,机箱2的安装可以极快速地完成。最后,机箱2内部各种组件的组装/拆卸也可以极快速地完成。

管2a、2b是中空的,使得它们的内壁限定了机箱2的壳体。它们的横截面可以是圆形、正方形、矩形、椭圆形等。前管2a具有开口端20a,其内壁形状构成公连接构件。而后管2b具有互补的开口端20b,其内壁形状构成母连接构件,以便可拆除地容纳前管2a的公连接构件。可以设置一个或多个卡扣元件,以确保有效地将两个管2a、2b保持在原位。还可以考虑对管2a、2b采取螺丝紧固或粘合(例如通过粘合剂)的方案。如说明中前文所说明的那样,两个管2a、2b限定了壳体,壳体中安装有设备a的各种组件。后管2b的另一开口端21b用管塞22b封闭,该管塞包括使所述管件内部与环境空气流体连通的开口220b。

参照图2a,前管2a具有开口21a,其中套接有吹管1a。因此,前管2a作为吹管架的孔口。需要说明的是,机箱2的壳体通向此开口21a处。出于卫生原因,吹管1a有利地是一次性的,使其可以与机箱2,更具体地与开口21a分离。由于吹管1a是消耗品这一事实,需要使其形状尽可能简单并且重量尽可能地轻,以便尽量降低制造工艺和这些吹管材料的成本。测量设备用于医疗应用或用于密集使用的某些特殊用途时,可能需要使用生物相容性或可生物降解材料来应对环境或法规问题。因此,此类吹管的设计中可能会考虑到所有这些限制。

在图2a、2b、7中,吹管1a具有带入口100的吹嘴10,呼吸气流经该入口呼出。在实际操作中,用户将其嘴唇置于吹嘴10上,并经入口100呼气。后者为椭圆形状,其宽度大体对应于设备a的宽度。入口100的高度例如在1mm到10mm之间。吹嘴10通过管芯11沿轴x-x延伸,其中管芯横截面大体对应于入口100的横截面。正是该管芯11嵌入到前管2a的开口21a中。管芯11的长度例如在10mm到30mm之间。吹管1a还具有设置在吹嘴10和管芯11界面处的侧围12,该侧围与带开口21a的前管2a的端部重叠。该侧围12还作为抓握装置,以便取下吹管1a而不会触碰与用户嘴唇接触的吹嘴10区域。

根据本发明,两个腔室设置在测量容器3的上游,其中测量容器安装在机箱2中。

第一实施方式

根据第一实施方式,两个腔室置于吹管1a中。

在图8中,喷嘴10和管芯11限定了第一腔室101a,入口100通向该第一腔室。因此,呼出气流在第一腔室101a中流动。与入口100相对设置的底壁102a封闭第一腔室101a。

第二腔室110a设置在第一腔室101a内。此第二腔室110a的尺寸优选地小于第一腔室101a的尺寸。虽然第一腔室101a的长度对应于吹嘴10和管芯11的总长度,但第二腔室110a的长度仅对应于此长部的一部分(例如:1/7)。第二腔室110a的宽度也是如此,仅对应于第一腔室101a宽度的一部分(例如:1/3)。

第二腔室110a包括入口111a,该入口通向第一腔室101a,并且呼出气流经第二腔室进入所述第一腔室。入口111a的横截面与第二腔室110a的横截面相同或基本相同。与入口111a相对设置的底壁102a还封闭第二腔室110a。通过出口112a从吹嘴1a抽出在第二腔室110a中流动的一部分呼出气流。该出口与测量容器3流体连通,如说明书中进一步说明的那样。出口112a的横截面可以是圆形,并且直径大体对应于第二腔室110a的宽度。出口112a的面积小于入口100的面积。

孔口100、111a、112a设置在同一直线y-y上。该直线平行于前述纵轴x-x。这种直线型构造可以使吹入吹管1a的呼吸气流在入口100和出口112a之间具有直线路径,从而限制了压降。另外,入口100与出口112a分开的距离可以相对较短,特别是小于50mm,从而使吹管1a特别紧凑。

第二腔室110a中不流动的另一部分呼出气流通过至少一个通向第一腔室101a的出口122a排放到环境空气中。优选地,靠近底壁102a处设置两个出口122a,它们是在管芯11内部形成的。这些出口122a为侧孔口,即出口方向被设定为沿着z-z方向,其中z-z方向垂直于孔口100、111a、112a所在直线y-y。与从现有技术中已知的吹管相比,吹管1a的这种特殊构造为用户带来了更高的舒适感,这种吹管中,呼出气流的入口和出口(使一部分对于浓度测量来说无用的气流被排放到环境空气中)在同一轴上对齐。实际上,当有人面对用户时,被排放到环境空气中的一部分呼出气流不会直接流向该人,而是从侧面逸出,从而避免被吸入。

参照图9,当吹管1a安装到开口21a中时,出口122a与侧向设置在机箱2上,更具体地设置在前管2a上的孔口222相对。这些侧孔口222也在图1a、1b、2a、2b中可见。

如图8所示,第二腔室110a的入口111a有利地位于出口122a上游。并且优选地,第二腔室110a侧壁沿轴y-y的尺寸大于出口122a侧壁的尺寸。由于入口111a的位置和/或第二腔室110a侧壁的长度,在出口122a处,第一腔室101a中产生的呼出气流的湍流不会干扰所述第二腔室中以及容器3中的呼气采样。被采样的呼吸气流的流动通常从第二腔室110a的入口111a开始形成层流。

出口122a的总面积有利地小于第一腔室101a入口100的面积,并且大于第二腔室110a出口112a的面积,使得穿过入口100的呼吸气流只有一小部分经出口112a流出,而所述气流的大部分经出口122a排出到环境空气中。

利用吹管1a及其各种孔口构造的设计,当用户经第一腔室101a的入口100吹气时,呼出气流在所述第一腔室中被加压。一部分呼吸气流进入第二腔室110a并从出口112a流出。从出口112a流出的此呼吸气流样本则受压进入测量容器3。出口122a、222进行排气,减小了设备a正常运行所需的吹气压力。

为了测量呼出气体中某种成分的浓度,机箱2包括:测量容器3,经出口112a从吹管1a流出的呼吸气流样本在该测量容器中流动;测量装置34、35;可能还包括泵送装置8,适于抽吸在测量容器中流动的呼吸气流;控制单元9,适于至少控制和驱动测量装置34、35,并且在必要时控制和驱动泵送装置8和信息装置21。浓度测量基于本领域技术人员众所周知的朗伯比尔(beerlambert)定律。

在图5、18a、18b、18c、18d中,测量容器3由管状的柔性可挠曲支承件30构成。

支承件30优选地由厚度在1μm到250μm之间,优选地在25μm左右的薄膜构成。通过这些厚度值获得良好的挠度/强度比。支承件30有利地由以下选自:聚酰亚胺(例如:)、聚环氧、聚酯、玻璃纤维强化型环氧树脂、铝基板(例如:altechnology企业出售的cool-支承件)的材料制成。然而,也可以考虑柔性印刷电路板制造中常用的任何其他材料。支承件30可以通过模制、挤压、轧制等方式获得。

支承件30包括两个相对面30a、30b。支承件30的其中一面30a覆盖有反光金属材料,形成反光层,发出的红外线将在该反光层被反射。因此,该反射层可以引导发出的红外线。为了使反光层尽可能地反射并且为了限制发出光线的能量损失,反光金属材料优选地选自:金、钴、银、镍、铜、铝、铬锌。该反光金属材料的厚度在0.01μm到500μm之间,优选地在0.01μm到10μm之间。它可以通过粘合、电化学沉积、电解沉积、印刷、丝网印刷、加热或通过其他任何薄层沉积法来沉积。为了确保将反光金属材料很好地保持在支承件30的面30a上,可以在该面上沉积一层或多层结合层。这是例如材料层,像铜、铝、银、镍、钯、聚乙烯或这些材料的组合,总厚度一般在0.1μm到500μm之间,优选地在0.1μm到200μm之间,是通过薄层沉积法沉积的。结合层不是必需的,尤其是例如通过电解沉积来沉积反光金属材料的情况下,可以避免结合层。

柔性加热电阻元件33设置在支承件10的其中至少一个面30a和/或30b上。在图10a中,加热元件33设置在面30b上,与覆盖有反光金属材料的面30b相对。加热元件33可以由薄加热电阻构成,通过例如粘合、层压、电化学沉积、电解沉积、印刷、丝网印刷、真空金属化、加热、定机械或通过任何其他薄层粘合方法固定在支承件30上。

根据本发明的有利特征,加热元件33为可挠曲电路的形式,其中含有一条或多条加热丝。后者例如呈金属条(铜、铜镍、铝等)的形式,其厚度为1μm到50μm,设置在支承件30的面30b上。如图18a所示,这些加热丝可以均匀地覆盖柔性可挠曲支承件30,使得发热电阻元件33在所述支承件的整个面30b上产生的电功率密度一致。

如图18c所示的实施改型中,加热丝以不均匀地覆盖支承件30。加热丝的表观密度可以沿着可挠曲支承件30的纵轴x”-x"变化,从而可以进一步加热包含孔332的测量容器3入口,呼出气流通过该孔进入。这种改型可以是规则的,也可以是不规则的(例如,在图18c中,存在三个密度不同的区域)。因此沿纵轴x"-x",加热丝的表观密度在包含孔332的面30b侧比包含孔338的相对侧更大。实际上,用户向吹管1a吹气时,相对于所述容器的出口338,呼吸气流流动引起的动态热扰会向温度更低的容器3入口332方向运动。加热电阻元件33的这种结构可以补偿呼出气流采样时固有的这些温度梯度,并使容器3的温度尽可能均匀,以提高测量精度。

如图18d所示的另一种实施改型中,加热丝构成并联电连接的电阻子组合件33和33"。节点n1和n2连接这两个电阻子组合件33和33",它们占据可挠曲支承件30的两个不同区域,这两个区域的面积基本相同。加热丝的表观密度在这两个区域内基本相同,从而使两个电阻子组合件33和33"有利地具有相同的静态(不吹气时)电阻值。因此,与图18c的支承件30相比,对容器3均匀加热以达到设定温度更为容易。在动力学上,呼气造成的容器3入口332和出口338之间温度失衡表现为,相对于电阻子组合件33"(位于出口338侧),电阻子组合件33(位于入口332侧)的电阻变化更显着。这两个电阻子组合件的并联电连接可以通过将更多电流注入(节点n1或n2其中之一处)电阻较小的电阻子组合件中而得到补偿这种失衡。通过这种构造可以自动调节容器3的加热并使其静态和动态地保持恒温,这与图18a和18c中改型的情况不同。

图10d的非限制性示例仅示出了两个电阻子组合件的并联连接,但是可以扩展为多个电阻子组合件,无需使每个所述子组合件的所占面积必须相同。因此重要的是,每个电阻子组合件的表观密度都不相同,以便根据在测量容器3中识别出的热失衡来均衡其电阻值。

加热元件33连接导线330,该导线添加到支承件30的带条331中,从所述支承件中心凸出。导线330用于连接电池7。实际操作中,确定电流源以输送0.1伏到5伏的电压,并且加热元件33产生的功率在10mw/cm2到10w/cm2之间。

可以对加热元件33(以及容器3)的温度调节进行预设,例如40℃左右。

为了合理应用beerlambert定律,测量容器3应该保持恒定温度,尽管一方面,控制单元9和测量装置34、35使容器3外部温度升高,而另一方面,吹气时容器3内部温度下降。因此看起来有利的是可以调节容器3的温度。

可以考虑通过在容器中设置一个或多个温度传感器(pt100型、热敏电阻、saw等)来直接控制容器3的温度。但是,温度传感器只能对容器中的温度进行点测量。实际操作中,对于单个温度点,温度调节效率并不高。因此,必须设置沿容器3分布的多个温度传感器。然而,此方案成本昂贵并且需要繁琐的测量温度管理。另外,温度传感器相对较大,因此它们的存在降低了设备a的紧凑性。

为了克服这些技术问题,优选地在没有设置温度传感器的情况下实现容器3的温度调节。因此加热电阻元件33一旦与控制单元9电连接,就会同时产生能量以加热测量容器3并测量该容器的平均温度。这种方案与现有技术中已知方案的不同之处在于,这种方案利用单一组件,即加热电阻元件33,使加热和容器3温度测量这两个功能相互关联。

为了获得容器3的平均温度,利用了加热电阻元件33的电阻。测量呼出气流体中某种成分的浓度时,必须将测量容器3的温度始终调节至接近目标温度,该目标温度对应于加热电阻元件33的设定电阻。控制单元9利用负反馈回路调节注入到发热电阻元件33中的电能,该负反馈回路基于:实时测量所述元件的电阻,目的是达到对应于目标加热温度的相应设定电阻。更确切地,控制单元9包括微处理器90(图20),其具有获取链,对光强和电流进行实时测量,因此也测量加热电阻元件33的电阻。反馈(或负反馈)回路本身由pid(“比例、积分、微分”的缩写)调节器或本领域技术人员已知的任何其他调节装置构成。

与使用温度传感器的控制方法相比,该控制方法具有更精确、成本更低的优点。另外,当用户向吹管1a吹气时,容器3的入口由于呼吸气流的流动而被冷却。所采用的调节方法可以极迅速地使容器3的入口和出口之间的加热温度恢复均衡,从而使所述整个容器(从入口到出口)中达到均匀的温度。

支承件30构成管状,用于封闭测量容器3。支承件30手动或自动滚动,以形成圆柱形管。因此而形成的容器3的长度在5mm到200mm之间,优选小于或等于100mm。其内径小于15mm,例如在4mm到15mm之间。如果容器3的横截面不是圆形而是正方形、矩形、椭圆形或其他多边形,则支承件30被折叠或卷起以形成具有该特定横截面的容器3。支承件30被制成可以使反光金属材料构成容器3内表面。通过这种设置可以优化容器3中的光路长度,同时保持足够的光量到达说明书前文所述的接收器。因此,测量容器3可以相对较短。

容器3成形时,支承件30自然地趋于展开(或张开)以恢复其原始的平坦形状。为了对此进行纠正,支承件30包括两个相对的纵向边缘32a、32b,它们通过粘合或焊接彼此相连,以维持所述管形支承件的构造。边缘32a、32b的两个纵向端可以并排放置,并通过粘合、焊接等方式相连接。根据优选实施方式,其中一个边缘32a为如图18b所示的不带加热电阻元件33的自由带条320。该带条320是连续的并且在支承件30的整个长度上延伸。其宽度例如在2mm到5mm之间。带条320用作粘合区。支承件30构成管状时,带条320与相对的边缘32b重叠。因此,在该重叠区域处,容器3是双倍厚度。然而,由于带条320不带加热电阻元件33,因此该重叠区域处的加热电阻元件33不是双倍的。

在这种构造中,构成加热电阻元件33的细丝的表观密度可以有利地沿着与轴线x"-x"正交的横轴y"-y"变化。因此,所述密度在物体3的面30b的中心和边缘上(边缘32b处,以及与边缘32a相对于自由带条320的内缘处)是不同的。因此实现了对容器3的均匀加热,而没有与重叠区域相关联的过热或散热区域。

根据一种实施改型,支承件3的两个纵向边缘32a、32b不是彼此相连的。支承件3构成管状,然后滑入另一管件中,该另一管件优选非导电金属和/或热导体,可以是例如聚酰亚胺(例如:)、聚环氧、聚酯、玻璃纤维强化型环氧树脂、铝基板(例如:altechnology企业出售的cool-支承件)。

根据另一种实施改型,支承件3的两个纵向边缘32a、32b不是彼此相连的。支承件3构成管状,纵向边缘32a、32b不相连。机箱2由一体式壳体构成,包括限定壳体的结构,因此而构成管状的支承件3在壳体中滑动。

测量容器3和/或其温度控制方法显然可以用于其他测量设备中。然而这些实施方式并不在本发明要求保护的范围内。

容器3构成管状时,其两端是敞开的。测量装置取决于待分析的气体。优选地,使用测定气体浓度的光度测量装置。参照图4、图5、图6,红外线发射器34安装在容器3端部3a上,使得红外线穿过所述容器。发射器34的发射波长有利地在2μm到15μm之间。发射器34有利地与锥形光反射器(未示出)接合,从而提高所发射的红外线强度并使此红外线汇聚在容器3中。红外线探测器35安装在相对端3b上。发射器34和探测器35是本领域技术人员已知的类型。发射器34例如可以由mems构成,而探测器35可以由热电探测器构成。

当呼吸气流在容器3的两端3a、3b之间流动时,所述气流可以冷却发射器34和/或探测器35,该冷却存在干扰测量的风险。为了对此进行纠正,优选在发射器34前面插入一个密闭的腔室或窗口,并在探测器35前面插入另一个密闭的腔室或窗口。这些腔室或窗口对于呼吸流体是密闭的,使得所述流体不能与发射器34和探测器35接触。有利地,每个腔室或窗口均由环件36构成,该环件组装到容器3的相应端部3a、3b中,并且在其内部插入有透镜或透明盘,该透镜或透明盘例如由玻璃或其他任何透明材料制成,其透光度在测量呼出气体中关键成分浓度的有效波长处达到最大值。

在一种未示出的实施改型中,发射器34和探测器35的位置是相反的,使得发射器34位于容器入口处,而探测器35则位于容器出口处,靠近孔338。

根据本发明的特征,容器3、测量装置34、35、泵送装置8和控制单元9集中在共用支承件4a上,以形成可抓握的一体式组合件。该一体式组合件可拆卸地安装在机箱2壳体内。因此,这些各种装置可以在机箱2外部,例如在操作台上容易地组装到可拆卸的共同支承件4a上。因此,操作员可以在工作空间内,放置、固定和连接组件,比在机箱2主体所限定的空间内更易于触及。实际上,各种装置的安装比前述现有技术中的安装更为迅速。操作员仅需将由此形成的一体式组合件插入到机箱2中即可完成设备a的制造。同样地,其中一个电子组合件发生故障的情况下,操作员只需将发生故障的一体式组合件从机箱2中取出即可,并用另一个状态正常的一体式组合件来代替。因此,设备a的不带电时间大大缩短。有故障的一体式组合件可在之后进行鉴定和维修,而不会影响设备a的使用。

在图4、5、6中,共用支承件4a为细长件的形式,具有纵轴x-x(也与容器3的纵轴重合)。共用支承件4a由刚性材料制成,例如塑料(例如:pvc、abs、pc)、碳、复合材料、钢等。它可以通过模制、挤出或通过适合本领域技术人员的任何其他方法来获得。它可能需要特殊的表面处理,尤其是抗燃性处理。

在图5中,共用支承件4a由两个组件4a、4b组装而成,这两个组件具有平行于轴线x-x的接合面。这些组件4a、4b在组装后通过机械固定(螺丝紧固、夹紧等)、热固定(焊接等)或化学固定(粘合等)彼此固定在一起。

部件4a、4b分别具有托架430或半管形式的互补结构,组装所述部件时,形成了管状壳体43,其中安装有容器3。该管状壳体43具有狭缝状开口431,支承件30的带条331通过该开口从所述壳体中露出。

另外的壳体44和45设置在壳体43的端部,以便分别容纳发射器34(及其密闭窗口36)和探测器35(及其密闭窗口36)。根据所用测量装置的类型,可以设置测量装置专用的单一壳体。

分为两个部分4a、4b的共用支承件4a便于容器3、发射器34和探测器35的安装。构成管状的容器3被置于下部件4a的托架430中。然后将发射器34置于构成壳体44的托架中,并将探测器35置于构成壳体45的托架中。密闭的腔室或窗口36可以预先组装在容器3的端部3a、3b,或者在安装发射器34和探测器35安装期间放置在适当的位置上。将这些组件3、34、35、36安装在下部件4a中时,组装上部件4b以使它们保持在适当位置。

组件3、34、35、36的安装也可以通过使用一体式支承件4a来实现,该一体式支承件设有管状壳体43,在其端部设置有另外的管状壳体44和45。然后通过将容器3插入到壳体43中,再将腔室或窗口36置于所述容器的每个端部,最后安装发射器34和探测器35,从而完成安装。

参照图6和图9,共用支承件4a包括通向壳体43的钻孔410,壳体中安装有容器3。更具体地,钻孔410具有第一孔口411和第二孔口412,第一孔口通向公共支承件4a的外壁41,第二孔口通向壳体43,与设置在容器3支承件30中的孔332(图18a和18b)成直角。钻孔410因此与容器3流体连通。钻孔410可以具有恒定的横截面。然而,钻孔410优选地是圆锥形的,其锥体朝向容器3变宽,也就是说,第一孔口411的直径小于第二孔口412的直径。这种构造可以大大降低容器3入口处的呼吸气流速度。通过降低该速度,限制了气动问题,并且减少了容器3中的湍流(这种湍流可能会减慢所述容器的填充并降低呼出气体中关键成分的浓度测量精度)。因此,锥形钻孔410使得流体在容器3中更均匀地分布。利用圆柱形钻孔410也获得了令人满意的结果,但是在填充速度和容器3中流体分布均一性方面性能较差。

参照图9,共用支承件4a包括通向腔室42的另一个钻孔420,该腔室设置在所述支承件中。该腔室42在图4a中更清晰。压力传感器(未示出)安装在腔室42中。该压力传感器是本领域技术人员已知的类型,并且连接说明书前文所述的控制单元9。钻孔420具有通向公共支承件4a壁体41的第一孔口421和通向腔室42的第二孔口422。因此,壁体41支承两个孔口411和421。

如图9所示,当吹管1a安装在开口21a中时,出口112a通向共用支承件4a壁体41上方,使得该出口与第一钻孔410和第二钻孔420流体连通。吹管1a的芯管11、管2a的内壁和公用支承件4a的壁体41可以装配在一起并配合以限定腔室,其中腔室中安装有孔口112a、411和421。因此,经出口112a流出吹管1a的呼出气流样本进入钻孔410以进入测量容器3,并且进入孔口411以进入腔室42。控制单元9利用对腔室42中的压力测量来推导出测量容器3中流动的呼吸气流的流量值。

共用支承件4a还包括壳体48,其中安装有泵送装置8。后者是安装在壳体48中的扁平风扇的形式。此壳体包括通向壳体43的钻孔480,壳体中安装有容器3,使得壳体流体连通。更具体地,钻孔480具有第一孔口,第一孔口通向壳体43,与设置在容器3支承件30中的孔338(图10a和10b)成直角。钻孔480还具有第二孔口,该第二孔口通向壳体48,与风扇8成直角。

在图18a和18b中,孔332和338分别位于支承件30的侧边缘处。它们的尺寸被调整为钻孔410和480的直径。

如图3b中所示,风扇8包括出口80,呼吸气流经该出口排出。该出口80被构造成使得呼吸气流的排出方向(在图6a和6b中用双箭头表示)平行于容器3的纵轴x-x。因此,呼吸气流平行于机箱2纵轴x-x被吸入机箱中。因此该呼吸气流沿机箱2流动,直至经管塞22b开口220b流出,可能同时在其经过时冷却所述机箱中包含的其他元件。另外,申请人发现,这种排出方向防止呼吸气流不当地流回到容器3中。

在图3a和3b中,控制单元9为一个或多个印刷电路板9a、9b的形式,其中包含电子部件(未示出),可以控制和驱动设备a,特别是测量装置34、35和泵送装置8。控制单元9还适于启动和控制容器3和前述压力传感器的加热。

第二实施方式

根据第二实施方式,如图10、11、14所示,两个腔室被置于共用支承件4b中。这种构造尤其可以进一步简化吹管1b的形状,而不会影响测量容器3中进行的呼气浓度的测量精度。

在图12和13中,吹管1b包括腔室c,该腔室c设有入口100和出口113。这两个孔口的横截面相同或基本相同。与第一实施方式的吹管1a相比,这种构造可以降低吹管1b的复杂度,并因此减少制造步骤数。还可以减少用于制造该部件的材料用量,并从而降低其成本价格。相反,出口113的尺寸明显大于吹管1a的出口112的尺寸,吹管1b将更大一部分呼吸气流送往设备a中。不过呼吸气流中可能包含会引起设备阻塞的颗粒。同样,在图12和13的构造中,可能有利地在出口113处或其上游设置过滤器(未示出)吹管1b,从而显着减少设备a的阻塞。“上游”是指呼出气流的流动方向。

此吹管1b可以与图10和图11中所示的共用支承件4b相连。第一腔室101b和第二腔室110b置于测量容器3上游的共用支承件4b上。第二腔室110b设置在第一腔室101b内。

和第一实施方式一样,第二腔室110b的尺寸小于第一腔室101b的尺寸。两个腔室101b和110b在其上部是敞开的。如图14所示,将共用支承件4b与机箱2a组装在一起时,这些开口是闭合且密封的。第一腔室101b包括入口100b,呼出气流经该入口进入所述第一腔室。当所述吹管安装在机箱2中时,此入口100b靠近吹管1b的出口113并且与腔室c连通。第二腔室110b还包括通向第一腔室101b中的入口111b。

和第一实施方式一样,共用支承件4b包括通向容器3的钻孔410和通向腔室42的钻孔420。

钻孔410具有第一孔口411b和第二孔口412,第一孔口通向第二腔室110b,第二孔口则通向壳体43中,与孔332成直角。钻孔410因此使第二腔室110b与容器3流体连通。孔口411b为出口,在第二腔室110b中流动的一部分呼出气流经过该孔口(等同于第一实施方式中吹管1a的孔口112。

钻孔420具有通向第二腔室110b的第一孔口421和通向腔室42的第二孔口422。

第一腔室101b的外侧壁包括出口122b,测量容器3中不流动的那部分呼吸气流经过该出口排放到环境空气中。与之前参照第一实施方式提出的理由一样,这些出口122b为侧孔口,其方向被设定为沿着z-z方向,其中z-z方向垂直于孔口100、113、100b、110b所在直线y-y。参照图14,当支承件4b安装到管2a中时,出口122b与侧向设置在机箱2上的孔口222相对。

与之前参照第一实施方式提出的理由一样,如图10所示,第二腔室110b的入口111b有利地位于出口122b上游。并且优选地,第二腔室110b侧壁沿轴y-y的尺寸大于出口122b侧壁的尺寸。

当吹管1b安装在机箱2的开口21a中时,第一钻孔410、第二钻孔420和出口122b与吹管1b的出口113流体连通。入口100和入口411分开的距离则通常小于50mm。这种构造的优点是不再需要使吹管1b和公用支承件4b之间精确对准,这减小了制造公差并因此降低了吹管的成本。另一方面,仍然需要使公用支承件4b和管2a之间精确对准,以使出口122b与侧孔口222对准。

第三实施方式

根据第三实施方式,如图15至17所示,两个腔室置于机箱2中。这种构造可以简化设计,使得第二实施方式的吹管1b可以与第一实施方式的共用支承件4a相连,而不会影响测量容器3中进行的呼气浓度的测量精度。

第一腔室101c和第二腔室110c置于机箱2中,更具体地置于测量容器3上游的管2a中。第二腔室110c设置在第一腔室101c内。

与第一和第二实施方式一样,第二腔室110c的尺寸小于第一腔室101c的尺寸。第一腔室101c包括入口100c,呼出气流经该入口进入所述第一腔室。当所述吹管安装在机箱2中时,此入口100c靠近吹管1b的出口113并且与腔室c连通。第二腔室110c还包括通向第一腔室101c的入口111c。

第二腔室110c中流动的一部分呼出气流经与测量容器3流体连通的出口112c被抽出,如说明书前文所说明的那样。

第二腔室110a中不流动的另一部分呼出气流经出口222排放到环境空气中,该出口置于管2a侧壁中并直接通向第一腔室101c中。

与之前参照第一实施方式提出的理由一样,

-出口222为侧孔口,其方向被设定为沿着z-z方向,其中z-z方向垂直于孔口100、113、100c、110c所在直线y-y;

-第二腔室110c的入口111c有利地位于出口222上游。并且优选地,第二腔室110c侧壁沿轴y-y的尺寸大于出口222侧壁的尺寸。

如图17所示,当吹管1b安装在开口21a中时,出口112c通向共用支承件4a壁体41上方,使得该出口与第一钻孔410和第二钻孔420流体连通。管2a的内壁和公用支承件4a的壁体41可以装配在一起并配合以限定密闭腔室,其中腔室中安装有孔口112c、411和421。因此,经出口112c流出第二腔室110c的呼出气流样本进入钻孔410以进入测量容器3,并且进入孔口411以进入腔室42。

入口100和出口112c分开的距离则通常小于50mm。同样地,这种构造的优点是不再需要使吹管1b、公用支承件4a和机箱2前管2a之间精确对准,这减小了制造公差并因此降低了所有这些部件的成本。另外,第二腔室110c的纵轴与吹管1b的嵌入轴对准,使得呼出气流在吹管1b入口100和前管2a出口112c之间的路径呈直线。

无论哪个实施方式(第一、第二、第三),为了在用户向设备a吹气时调节用户舒适度和/或为了改变在测量容器3中采样的呼吸气流量,均可以改变第二腔室110a、100b、110c的出口122a、122、222的平均横截面总和sose与平均横截面最小值ssc或者与出口112a、411b、112c的平均横截面最小值sos之间的比值r1,例如r1=sose/min(ssc;sos)。该比值r1有利地在5到50(5<r1<50)之间,以使呼吸气流的2%到20%经过出口100,再从出口112流出。换句话说,第一腔室101a、101b、101c中的呼出气流的80%到98%经出口122a、122b、222排放到环境空气中。有利地,调整各个孔口或腔室的尺寸,以使比值r1在12到35之间。

参照图20,控制单元9尤其包括一台或多台处理器或微处理器90、一个或多个存储器91、通信模块92,还可能包括网络接口93,它们通过总线94相互连接。一个或多个计算机应用程序(或计算机程序)被存储在存储器91中,并且其指令(或代码)在被一台或多台处理器90实行时可以实现设备a的功能。为了清楚起见,需要理解的是,在本发明中,“设备a做某事”是指“由设备a的处理器实行的计算机应用程序做某事”。而“计算机应用程序做某事”也是指“由设备a的处理器实行的计算机应用程序做某事”。

一个或多个存储器91应该被视为同样适于存储数据和/或数据文件的存储装置,例如之前的测量数据。这可以是本机存储器或外设存储器,例如安全数字(sd)卡。

通信模块92适于与移动终端交换发射的射频信号,该移动终端已设备a配对。为了简化设计,射频信号优选地是使用蓝牙协议的信号。但是也可以使用其他协议,例如:ism、wifi、ant、zigbee等。移动终端为等类型的smartphone(智能电话)的形式,或其他电子终端的形式,例如触屏式平板电脑(samsunggalaxytab等类型),它们可以在windows、mac、ios、android等操作系统上运行。这种移动终端适于由作为设备a所有者的用户来操纵。

网络接口93适于在设备a和远程计算机服务器之间建立通信。网络接口93可以包括例如向设备a提供互联网连接的gsm模块。通常,网络接口93具有管理设备a和互联网之间连接的功能。

测量装置34、35、泵送装置8、容器3的加热电阻元件33和安装在腔室42中的压力传感器可以连接至公共总线94。

在附图中,共用支承件4a、4b包括一个或多个用于容纳控制单元9的结构,更具体地用于容纳印刷电路板9a、9b。这些结构为其上搁置有电路板9a、9b的边条和/触片900的形式。这些结构900优选地分布在共用支承件4a、4b的多个侧面上,使得多个电路板9a、9b可以沿不同方向固定在所述支承件上。于是获得了特别紧凑的一体式组合件e。电路板9a、9b在共用支承件4a,4b上的固定是利用螺钉来完成的,这些螺钉啮合在触片900(图4和5)中形成的内螺纹901中。

为了简化设计,其中一个电路板9b优选地支承上述压力传感器。一旦安装在共用支承件4a、4b上,此电路板9b就会覆盖腔室42的敞开面,使得所述敞开面以密闭的方式充满呼吸流体。实施该覆盖以使压力传感器容纳在腔室42中。

因此容器3、测量装置34、35、泵送装置8和控制单元9集中在共用支承件4a、4b上,以形成一体式组合件e。此组合件e是可抓握的,因此便于操作人进行操作。

参照图2a和2b,一体式组合件e可拆卸地安装在机箱2壳体中,更具体地,安装在前管2a内部。通过将组合件e沿轴x-x滑入管2a中,可以非常简单地完成此安装。组合件e有利地通过螺钉26固定在管2a中,其中螺钉与所述管壁接合并且与设置在共用支承件4a上的螺纹46啮合(图2a、3a、4、6)。

另一根管2b适于容纳电池7,该电池适于为设备a供电,并且更具体地为信息装置21,测量装置34、35,泵送装置8,控制单元9供电。电阻加热元件33被添加到容器3的支承件30中并使用的情况下,电池7还适于向电阻加热元件供电。电池7例如是一个或多个能提供2伏和24伏电压的电池组的形式。电池7也可以是智能手机中使用的那类充电电池的形式,在这种情况下,机箱2设有连接件,适于将设备a连接到市电电源上以便为所述电池充电。

有利地将电池7的尺寸设定为可以确保在0℃到50℃的环境温度下至少进行75次测量。组件(测量装置34、35、泵送装置8、加热元件33、控制单元9、信息装置21)的选择及其在测量期间的管理模式可以使每次测量所需的电功率最小化。具体地,测量容器3的反光金属材料层的厚度较小,可以限制组合件的热惯性并且因此极快速地加热所述容器。因此优化了容器加热所需的电功率。

参照图2a和3a,电池7连接可挠曲导电薄片70,该可挠曲导电薄片适于与设置在共用支承件4a、4b上的导电薄片47接触,更具体地连接电路板9b。导电薄片70和47之间的接触是在组装管2a、2b期间进行的,该接触可以向一体式组合件e供电。

管2b还适于容纳信息装置21和启动/停止按钮20。为此,管2b的管壁上设有开口221b,该开口被构造成可以容纳支承件221,在该支承件上固定有按钮20和屏幕21。

下面将更详细地描述设备a的工作情况。

用户按下按钮20以启动设备a。

用户通过开口100向吹管1a、1b中吹气。呼吸气流进入第一腔室101a、101b、101c。大部分呼吸气流经侧出口122a、122b、222排放到环境空气中。

呼吸气流样本进入第二腔室110a、110b、110c,并在受压情况下经出口112a、411b、112c从所述第二腔室流出。

此呼吸气流样本经通道410进入测量容器3。要说明的是,正是吹管1a、1b中的吹气压力迫使样本在容器中流动,而不是泵送装置8可能在所述容器中产生的负压。因此,在容器3中流动的呼吸气流的流量可能因用户而异。同样,重要的是,在腔室42中测量在容器3中流动的呼吸流体的压力,以计算所述气流的流量。

通过测量装置34、35测量在容器3中流动的呼出气体中一种或多种成分的浓度。

呼吸气流经钻孔480流出测量容器3,泵送装置8用于将其抽出。后者进一步用于补偿负荷损失并排空容器3,而不会在用于呼吸气流取样的所述容器中形成负压。呼吸气流经过机箱2,以便经开口220b排放到环境空气中。

控制单元9根据腔室42中测得的压力以及因此得出的流量,对测量装置34、35测得的气体浓度进行处理,从而计算呼出气体分成的浓度(例如:每升呼出气体中该成分的质量)。由此计算的浓度值则可以显示在屏幕21上。

还可以通过与所述设备配对的移动终端(智能电话、平板电脑等)来驱动设备a。设备a与终端之间的通信是通过前述通信模块92来完成的。用户可能需要在其移动终端中安装一个或多个计算机应用程序,以便从所述终端全部或部分地实施本发明,特别是配对过程。这些计算机应用程序可以预安装到移动终端上。然而,用户可以在应用商店如google或专门的互联网站上搜索这些计算机应用程序,然后将它们下载到其移动终端上。

为了清楚起见,需要理解的是,在本发明中,“移动终端做某事”是指“由移动终端的处理器实行的计算机应用程序做某事”。而“计算机应用程序做某事”也是指“由移动终端的处理器实行的计算机应用程序做某事”。

当此应用程序通过移动终端启动时,多个图形界面显示在所述终端的屏幕上,以便控制、引导和/或通知用户。这些图形界面在图19a至19i中示出。它们适用于将设备a作为酒精测量仪或酒精检测仪使用时。

图19a:计算机应用程序在终端t的屏幕上显示可选按键600,该按键可以启动测量。按键600的选择可以是可选的。实际上,终端t可以与设备a持续通信,并且一旦安装在腔室42中的压力传感器检测到呼吸,所述终端就会自动显示图19b中的屏幕。

图19b:当用户按下键12时,终端t显示指令610以实行测量。例如,该指令610的类型为:“请持续吹气”或“请轻点吹气!”,可以在整个呼吸过程中变化,以引导用户,使呼气量与设备a进行有效测量的预计空气样本一致。计时器620也显示在终端t的屏幕上,以便在用户应该向吹嘴1中吹气期间进行倒计时。该倒计时显示优选地采取图形形式,但是也可以采取文字形式(例如:4秒)。

图19c:移动终端显示设备a测得的浓度630(例如:醇血)。终端t可以将该浓度值与阈值进行比较。例如,在法国,醇血的允许限值为0.25mg/lair(2018年数据,不包括新手驾驶员和客运)。低于此阈值时,用户可以驾驶陆地机动车辆(摩托车、汽车)。超过此阈值时,用户不得驾驶车辆,如果违规将会受到处罚:

-如果酒精浓度在0.25mg/lair到0.40mg/lair之间,将处以罚款,并从驾驶执照中扣分。

-如果酒精浓度高于或等于0.40mg/lair,将处以罚款、暂停或吊消驾驶执照,甚至判刑。

阈值可以在应用程序菜单(未示出)中进行设置。它们取决于驾驶员类型(有经验的、新手或专业驾驶员),还取决于每个国家的立法。如果用户接受他的地理位置,则在他更改国家/地区时,计算机应用程序可以为他提供阈值自动更新,以便与他在当前国家/地区中所属类型相对应。

在图19c中,测得的醇血630为0.15mg/lair。由于该浓度低于规定的合法阈值,终端t可以显示检测结果640,例如“阴性”或“无需处罚”。终端t还可以显示建议和/或其他信息650。例如,终端可以显示向用户指出可以使用其车辆的消息(例如:“您可以放心出行”)或者显示最近一次测量不再有效。终端t还可以计算用户醇血水平回落至0mg/lair所需的时间,并以消息的形式在终端t上显示此时间(例如:“预计1小时10分钟回到零”)和/或如图19f所示的曲线。该时间尤其可以根据预先输入的用户形态数据(例如:性别、年龄、身高、体重)和/或根据用户在饮酒时是否进食来计算。如果此人空腹,则醇血水平回落需要更长的时间,反之亦然。另外还可以,每次测量检测到的酒精浓度时,向用户提供有关其进食情况的信息(饮酒时间、饮料类型、最后一餐的时间等),这些数据均被计算机应用程序记录下来。通过学习过程,计算机应用程序可以针对给定用户并根据其呼吸的变化,越来越准确地预测其醇血水平回落到0mg/lair的时间。

图19d:在此,测得的醇血630等于0.32mg/lair。此浓度在阈值0.25mg/lair到0.40mg/lair的范围内。终端t显示检测结果640,例如:“阳性”或“需处罚”。终端t还显示适合这种情况的建议和/或其他信息650。例如,终端显示向用户指出不可以使用其车辆的消息(例如:“您已超过合法阈值”和/或“请勿驾车”)。终端t还会显示用户醇血水平回落到规定的合法阈值以下所需的时间(例如:“预计在54分钟后恢复合法阈值”)。该时间是根据预先输入的用户形态数据和/或根据用户在饮酒时是否进食计算出来的。如果此人空腹,则醇血水平回落需要更长的时间,反之亦然。计算机应用程序还可以向超出规定阈值的用户提供驾驶服务。这些服务通过选定图标660呈现在终端t上,从而可以联系例如出租车服务。

图19e:在此,测得的醇血630等于0.4mg/lair。这一浓度会将用户置于最危险的处境中。终端t显示检测结果640,例如:“违法”和/或“危险”。终端t还显示适合这种情况的建议和/或其他信息650。例如,终端会显示强烈建议用户不要使用其车辆的消息(例如:“您已远超合法阈值”和/或“请务必不要触碰方向盘”)。终端t还会显示用户醇血水平回落到规定的合法阈值以下所需的时间(例如:“请等待1小时54分钟后恢复”。该时间是根据预先输入的用户形态数据和/或根据用户在饮酒时是否进食计算出来的。如果此人空腹,则醇血水平回落需要更长的时间,反之亦然。

在一种实施改型中,在数据库中保存并关联设备a识别装置和用户识别装置。测量之前,从用户移动终端获取设备a的识别装置和用户识别装置。分析所获取的设备a的识别装置和所获取的用户识别装置。仅在所获取的设备(a)识别装置与所获取的用户识别装置之间存在对应关系的情况下,才向控制单元9发送实行测量的指令,该指令是在移动终端t生成的。该变量主要如图19g所示。

图19g:当用户按下按键600时,计算机应用程序在终端t的屏幕上显示识别区域670(在此以圆圈形式表示)和建议680(例如以下类型:“请将您的面部置于圆圈内”),以便用户在识别区域670内正确调整面部和设备a的位置。实时获取用户和设备的图像,是通过终端t上的摄像头来完成的。这些图像通过适用于应用程序的算法,尤其是面部识别算法进行处理。从正面看的用户面部图像,实际上对应于用户相貌特定信息的唯一集合,已经在应用程序配置时预先保存到数据库中,以使该图像可以在用户识别过程中被比较和识别。更具体地,这些数据被保存到安全服务器上用户的个人帐户中,当用户输入其帐户名和密码时,计算机应用程序能够访问这些数据。对于设备a,其形状及其可能存在的标记也是应用程序已知的,并且形状和/或标记的识别算法应该可以使不同面部从不同角度被识别,从而使识别独立于向所述设备吹气的用户的外貌。

也可以考虑其他的用户识别方式(例如,通过指纹识别或虹膜识别)。同样地,可以通过其他方式来识别设备a,例如通过读取安装在所述设备上的qr码。

图12i:终端t还可以最终显示报告,该报告包含测得的醇血水平630以及有关用户(用户名、车辆牌照)和测量(日期和时间、地理位置坐标)的特定信息集690。此报告可以存储在安全服务器上的用户个人帐户中,也可以直接发送给第三方(例如,发送给负责监督其员工纪律的企业负责人,即使在远程的情况下)。

对于拥有存在风险的机动车队或设备车队的企业,使用酒精检测仪作为车辆防启动装置或检验装置,可以防止醇血水平高于法律或企业内部规章规定的阈值的人员驾驶车辆或使用危险工具。但是,有一些方法可以使超过规定阈值的用户绕过这些规章,例如使用能够注入空气的泵系统,或者由未饮酒的其他人向所述酒精检测仪吹气。

在此提出的用户身份验证方法,目的是当用户被要求进行这类测量时,通过使醇血水平测量变得可靠从而限制此类不正当行为,而不是可以随意地由他人向检验装置中吹气。其优点在于,避免了欺诈性地使用酒精检测仪,这会对驾驶构成危险,同时告知用户其回落到规定的酒精浓度阈值以下所需的等待时间。

在上述实施方式中,本发明中各个元件和/或装置和/或步骤的设置,不应该被理解为在所有实施中都要求这样设置。在任何情况下,均可以理解成,可以对元件和/或装置和/或步骤进行各种改进,这并不违背本发明的精神和范围。具体地:

-设备a不一定是细长的。在例如一体式组合件e和电池7并排设置的构造中,该设备可以保持紧凑。

-机箱2可以是一体式的,也就是说由单一的细长管构成,其内壁限定了壳体。它也可以由两个以上的管2a、2b构成,例如三个或四个套接的管件。

-信息装置21和/或启动/停止按钮20可以安装在管2a上。

-测量装置可以适于处理除红外信号以外的信号和/或用于实施测光学之外的分析技术。

-可以通过泵送装置8在所述容器中产生负压,从而迫使样本在容器3中流动。

-风扇8的出口80可以构造成使得呼吸气流的排出方向垂直于容器3的纵轴x′-x′,或者相对于该轴倾斜。因此开口220b可以被定位在机箱中的任何位置,特别是在管2a或管2b的管壁上。

-参照第一实施方式所述的关于共用支承件4a、测量容器3、温度调节的特征也适用于第二实施例和第三实施例。

-在附图中,第二腔室110a、110b、110c设置在第一腔室101a、101b、101c内。然而,第二腔室110a、110b、110c可以在靠近第一腔室101a、101b、101c的位置上,例如,两个腔室在同一条直线上或者并排设置。

-第二腔室110a、110b、110c的尺寸不一定小于第一腔室101a、101b、101c的尺寸。实际上,它可以具有相同的尺寸或具有较大的尺寸。这在进行测量之前排空第二个腔室是很有用的,可以使测量尽可能精确。而且,第二腔室110a、110b、110c的体积越大,其排空时间将越长。因此,有利的是,减小第二腔室的尺寸,以便尽可能快地对其排空并使测量快速且精确。

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