專利名稱：：交互式醉度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及對呼氣中酒精濃度的測定，并提出有關(guān)測量準確度、響應(yīng)時間以及一方面的測量對象或操作者與另一方面的測量裝置之間的交互的主要方面。
背景技術(shù)：
：文獻中描述過用于醉度計(alcometry)的多種方法和設(shè)備，即測定呼氣中的酒精濃度。這些方法和設(shè)備中的一些已經(jīng)給予廣泛使用，既用做測量儀器，又用做控制設(shè)備。酒精自鎖是后者的一個示例，防止車輛駕駛員在不具備安全的呼吸樣本-即酒精濃度不超過現(xiàn)行濃度限制的情況下發(fā)動車輛。在醉度計中，主要有兩種測量原理，使用酒精的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。后一類主要基于由催化劑作為媒介促成的燃燒?？赏ㄟ^測量例如在燃料電池或半導體傳感器中產(chǎn)生的燃燒能量來確定酒精濃度。這種類型的傳感器在設(shè)計和例如電子電路的外設(shè)的簡化方面是有利的。另外，半導體傳感器具有小物理尺寸且可以低成本制造。催化劑的特征和實際燃燒溫度決定了催化傳感器的選擇。由于其它有機物質(zhì)也以類似方式燃燒，因此難以獲得絕對的特異性。另一難題與催化劑的長期性質(zhì)有關(guān)。受到某些物質(zhì)的影響使得重復校準成為必要，并構(gòu)成對操縱的危險性。這種物質(zhì)，例如包含硫磺的氣體，在呼氣和如空氣污染物中都很普遍。催化傳感器不幸被可靠性問題所困擾，該問題尚未以令人滿意的方式得到解決。這些性質(zhì)被警察用于對醉酒駕駛的證據(jù)目的。不過，測量低濃度在精度方面有要求，而市場上基于紅外(IR)的證據(jù)儀器價格昂貴。紅外(IR)光譜表現(xiàn)物理測量方法，該方法不被上述問題所困擾。該方法使用當受到紅外光照射時氣相酒精產(chǎn)生的特定"指紋"。吸收譜是由于分子內(nèi)原子鍵所特有的分子共振振動(resonantmolecularvibration)。由此可推導出吸收鐠的特定性質(zhì)，和對于其它物質(zhì)的其相關(guān)的高度選擇性，及對于操縱的安全性。另外，基于IR儀器的使用需要專門知識。醉度計(alcometer)的性能經(jīng)常記錄為關(guān)于一定測量范圍內(nèi)的準確度。對于證據(jù)儀器，經(jīng)常需要的準確度為±5%，而對于篩選和類似目的，±20%的準確度被認為足夠。用于消費者市場的醉度計具有較低的準確度。在這些儀器和篩選儀器當中，由于催化劑的不良受控條件引起的系統(tǒng)誤差是主要的。對基于IR的儀器，可通過校準程序來使系統(tǒng)誤差最小化。剩余誤差(remainingerror)具有由于來自載有一個或多個傳感器信號的信息中的隨機噪聲的特征?？蓪⒄`差和噪聲水平表達為統(tǒng)計要素(entity),例如在特定帶寬上隨機變化的均方值。醉度計的一個重要方面涉及與例如對車輛駕駛的建議或法定的濃度限制有關(guān)的酒精測定。在瑞典，0.02%血液酒精濃度是現(xiàn)行的作為針對車輛駕駛員的上限，相應(yīng)于在呼氣樣本中大約0.1mg/L。在歐盟的大多數(shù)地區(qū)中，相應(yīng)的限制分別為0.05%mg/L和0.25mg/L。測量時參考一定濃度限制，錯誤的肯定和否定輸出的比率是性能的相關(guān)值。高準確度，即小誤差，導致小概率的錯誤輸出，反之亦然。另一方面，為此目的，準確度只關(guān)注4妄近于該濃度的區(qū)間，而不關(guān)注該區(qū)間之外。在警察控制和路障處，正在越來越多地執(zhí)行清醒測試。瑞典警察部門每年對車輛駕駛員執(zhí)行接近于兩百萬次清醒測試，由此捉住大約15000個醉酒駕馬史員。因此在超過99%的測試才幾會中發(fā)現(xiàn)否定輸出?？雌饋碓诿繂挝粫r間執(zhí)行的測試數(shù)量和喝醉駕駛員的百分比以及每單位時間酒精相關(guān)事故的數(shù)量之間存在關(guān)聯(lián)。在某些國家，醉酒駕駛員的百分比高于瑞典，但在許多國家對清醒的車輛駕駛存在增長性支持。酒精自鎖的使用也已經(jīng)成功，不僅用于在確信醉酒駕駛之后有條件吊銷駕駛員的執(zhí)照，而且用于運輸服務(wù)的質(zhì)量保證。在可以促使對人員進行清醒測試時，存在許多行車安全領(lǐng)域范圍之外的形勢和情況。專業(yè)實踐需要精確、良好的判斷，對一定個體的依賴性是清醒測試的有益前提。另外，在不同類型事件中，可能存在清醒測試的原因，例如在道路控制站(passagecontrolstation)處。不幸地是，酒精測定的許多應(yīng)用領(lǐng)域已被現(xiàn)有技術(shù)和工程解決方案的實際限制和經(jīng)濟限制所阻礙。除了上述之外，存在與實際采樣技術(shù)相關(guān)的實際問題。技術(shù)解決方案的狀態(tài)出于衛(wèi)生原因需要可更換和一次性的吹口。每次測量時更換吹口既浪費時間又增加成本。在寒冷天氣下一次測試耗用的總時間可能是數(shù)分鐘，這在例如道路控制處或在車載酒精自鎖情況下是無法接受的。總之，可以得出的結(jié)論是現(xiàn)有醉度計技術(shù)的狀態(tài)受多個問題困擾，觸及的中心問題與準確度、時間耗用、方便性、可靠性和成本有關(guān)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決上述問題和相關(guān)事務(wù)。本發(fā)明提供了一種測定呼氣中酒精濃度的新穎的方法和裝置，與該技術(shù)的現(xiàn)有狀態(tài)相比可呈現(xiàn)顯著的優(yōu)點。首先，在每個測量機會中準確度和時間耗用能適于特定需求。第二，能獲得相當大的成本節(jié)省，因為對每次測量而言原料成本和時間耗用都被相當大地降低。第三，通過避免例如催化傳感器的老化現(xiàn)象獲得非常高的可靠性。第四，降低了裝置維護的需要，因為該裝置不需要重復校準。這也降低了維護成本。第五，對大量用戶而言提高了技術(shù)的方便性。第六，低造價的裝置的實施使其價格易于被大量用戶接受。在所附權(quán)利要求中描述了根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的特征。下面是該方法和裝置的基本元件的綜合性描述。主要出于衛(wèi)生原因，通過在裝置與測試對象的呼吸器官之間不物理接觸而采樣，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選執(zhí)行呼吸樣本的酒精濃度測定。測試對象或人員通常是有知覺的個人，其最后的醉度是調(diào)查目的。不過，本發(fā)明既不關(guān)于測試對象進行限制，也不關(guān)于被測物質(zhì)進行限制。它們還可應(yīng)用于較高的物種和沒有知覺的人，以及除酒精以外的其它揮發(fā)性物質(zhì)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，由測試人員通過向位于距離嘴和鼻子10-30cm的傳感器裝置吹氣而提供呼吸樣本。從而，呼吸樣本被周圍環(huán)境空氣稀釋，需要對該稀釋進行補償以使呼氣的酒精濃度測定成為可能。外部測量的酒精濃度Cext與肺泡(alveolar)酒精濃度C由之間的關(guān)系可簡單表達為等式(l):C,=".C。,V(1)變量D表示稀釋程度。對于未稀釋的呼氣，D=l，而在非常高度的稀釋時，D—0。等式(2)涉及一種關(guān)系，該關(guān)系使得在基本上同一點處實時確定稀釋程度D、同時執(zhí)行酒精濃度的相應(yīng)測量成為可能。假設(shè)存在暴露于與Cext、C^相同的稀釋過程的測量要素X。D的表達式為n—Ze力—I訓,'f7、X^b意味著在測試對象的周圍環(huán)境中由要素X采用的被測值，而x由是相應(yīng)的測量值。可視為滿足假設(shè)標準的要素的示例分別是溫度、及水蒸汽和二氧化碳的濃度。下表中典型值給出為室內(nèi)環(huán)境下這些要素的測量值:溫度(。c)水蒸氣濃度(mg/1)二氧化碳濃度(體積％)18-284-20<0.137445.3通過測量X^和X^b并插入其值可視為常數(shù)的Xalv，可確定D。該表指示co2濃度與其它濃度相比具有兩個顯著的優(yōu)點。一個是周圍環(huán)境濃度與肺泡濃度相比非常小。因此來自周圍環(huán)境的影響處于最小值。另一優(yōu)點是探測(檢測)到的C02濃度方面的差異很可能有肺泡來源。另一方面，肺泡C02濃度呈現(xiàn)某種比溫度和水蒸氣濃度更大的變化。溫度和濕度測量在簡單性、速度和成本方面具有優(yōu)點。為了獲得最大的安全性，當然可以使用多于一種測量要素的組合。7生理學死腔(deadspace)也會引起呼氣的稀釋。解剖學死腔包括上氣道，對正常成年人而言大約是150ml。來自解剖學死腔的呼氣與肺泡氣體少許混合。生理學死腔取決于它參考的是什么物質(zhì)，并受到例如該物質(zhì)在粘膜內(nèi)的溶解性的影響?？紤]到這些差異，也可將上述論證應(yīng)用于利用吹口進行采樣。依靠專用于每個要素的傳感器優(yōu)選執(zhí)行溫度、水蒸氣和二氧化碳的濃度的測量。可利用電阻傳感器或熱敏元件來測量溫度，兩者都提供足夠的準確度。為了獲得必要的響應(yīng)速度，0.5秒或更短，需要小的物理尺寸和因此小的熱質(zhì)(thermalmass)?？梢再I到具有足夠響應(yīng)時間的小型溫度傳感器。該傳感器支持水蒸氣濃度和二氧化碳的測量。第一種情況涉及電容測量原理，使用水的高電介質(zhì)電容率。對于C02測定可使用IR吸收，并由此與如上所述的酒精測定合并。C02在4.26nm附近的窄波長波段內(nèi)呈現(xiàn)特定吸收，而酒精的吸收峰值在3.4nm和9.5nm處。水蒸氣在2.6-2.8nm處呈現(xiàn)相對寬的吸收帶。為了滿足等式(1)和(2)的標準，需要在同一點測量用于酒精和要素X的傳感器，設(shè)置對傳感器的尺寸和定位的要求?？蛇x地，裝置的氣體采樣部分提供有管線，和將呼吸樣本從實際采樣點傳送到傳感器的物理位置的泵送設(shè)備。通過插入D和Camb的當前值，易才由等式(1)確定Calv。實驗已經(jīng)顯示可以在測試(待測)人員的嘴/鼻子與采樣點之間上至多30cm的距離處不物理接觸而確定酒精濃度。不過，這假設(shè)測試人員積極參與將呼氣吹向傳感器。測試人員不合作的被動測量需要更短的測量距離，至多10cm，因為能假設(shè)為僅靜止呼吸。該方法的不準確度IA由與當前被測值Ca相關(guān)的測量誤差Cerr。r確定，并可由它們之間的比率適當?shù)孛枋?。Ce^r可按其次序劃分為多個相對不變的因子從而可受到從一個機會(時期，occasion)到另一個機會的影響，甚至在測量進行期間。這種劃分的結(jié)果在等式(3)中示出Cres。固。n是指儀器的持續(xù)分辨率(remainingresolution),該分辨率難以控制，并受到基本來源(fundamentalorigin)的噪聲源或其它隨機因素的限制。假設(shè)通過足夠準確的校準過程來消除系統(tǒng)誤差源。意味著被測變量的尺度(dimension)，在這種情況下是酒精濃度，其被除以當前帶寬的平方根，Af,V^^。假設(shè)等式(3)的要素C由和D是在一定測量時間At期間積累的被測值。因此該時間的延長可視為等同于帶寬的減小。等式(3)例示由稀釋程度D或由測量時間At影響不準確度的可能性。為了增加來自給定起始點的某因子的準確度，需要通過相應(yīng)的因子增大D,或通過增大測量時間(該因子的平方)，或這些措施的組合。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，等式(3)的關(guān)系式在每次單獨測定酒精濃度中使用，以使測量時間和準確度適于那個機會的對象或需求。在測量裝置與用戶/測試人員或操作者之間交互式執(zhí)行這種適應(yīng)。更具體地，裝置實時地，即無有限時間延遲地給出當前或積累的測量值和誤差、或其相關(guān)要素的指示。因子D可以是這種要素。用戶、測試人員或操作者可在任何時刻選擇是否結(jié)束測定，或繼續(xù)以便增加準確度。通過延長測量時間，或通過與改變與裝置相關(guān)的測試人員的呼吸(這帶來稀釋因子D的增大和準確度的相應(yīng)增大)，根據(jù)等式(3)的這種增大是可能的。D還受到傳感器相對于測試人員的位置的影響。操作者可由指示的準確度引導，相對于測試人員的呼吸器官移動采樣點直到獲得可接受的水平。實時測量意味著該過程在測試人員的正常呼吸活動下是可行的，不用他/她一方的積極合作。因此即使在無知覺個人和動物的情況下也可以執(zhí)行測量。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使酒精測定的準確度(精確度)和時間耗用的交互式控制成為可能。一旦顯著差(Xe『Xamb)產(chǎn)生，除正常產(chǎn)生的隨機變量以外，關(guān)系式(l)、(2)和(3)用于在測量進行期間實時計算Ca,v和D的瞬時值。計算C^和Cerr。r的開始標準是D高于某最小值D^。達到閥值Dmin之后最初測定的準確度被定義為低，但當獲得更高的D值時可被迅速提高。如果當前問題被限制為確定酒精濃度是否超過某濃度限制climit,則根據(jù)本發(fā)明的方法提供特殊優(yōu)點。如果當前測量值c^加上誤差Ce,小于Climit，即如果Ca/V<C"m〃-Cg瞎(4)則可直接結(jié)束測定，不用試圖通過延長測量時間或調(diào)整傳感器位置等來提高準確度。因此，當酒精濃度的瞬時測量值超過與誤差相加的限制值時可采用同一程序。不過，如果則瞬時值的積累應(yīng)繼續(xù)以便減小誤差，真實信息的客觀目的是濃度限制是否被超過。根據(jù)以上描述，對超過99%的隨機選擇的瑞典車輛駕駛員而言情況(4)是有效的。根據(jù)本發(fā)明的方法對于這些人應(yīng)該意味著每個樣本顯著減小的測量時間，和因此更低的成本。結(jié)合附圖1-4更詳細地描述本發(fā)明。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。圖2示意性示出在根據(jù)本發(fā)明的酒精測定期間事件的定時。圖3示出不同應(yīng)用的準確度示例。圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例。具體實施方式圖1的流程圖包含相應(yīng)于裝置狀態(tài)的多個步驟。以裝置啟動的開始位置l產(chǎn)生而開始，并直接轉(zhuǎn)移到等待模式2。可通過開/關(guān)按鈕手動、或由與該裝置相連的一些其它設(shè)備自動地執(zhí)行啟動。在等待模式2期間，分別執(zhí)行相應(yīng)于酒精濃度和稀釋程度的傳感器信號的穩(wěn)定性測試。如果傳感器信號以任何方式被干擾，則等待過程繼續(xù)，直至達到穩(wěn)定性。當上述信號隨時間的變化不超過某閥值s的標準得到滿足時，裝置轉(zhuǎn)移到測量模式3。在該模式中可以命令測試人員向裝置的傳感器呼氣，可選地，這些傳感器不用測試人員積極合作而被定位到他/她的呼吸器官附近。繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)于稀釋的傳感器信號的分析，并在已達到用于稀釋因子D〉Dn^的標準時，裝置被轉(zhuǎn)移到計算模式4中。在該模式中，實時地同步執(zhí)行要素D、Ca，v和IA的測量和計算，并將至少后者的當前值同樣實時地通信給操作者、用戶或測試人員。在測量和計算4的狀態(tài)下，如果已經(jīng)獲得足夠的準確度，則操作者、用戶或測試人員可選擇結(jié)束測量。通過測試人員完成將呼氣吹向裝置的傳感器、或通過將裝置的傳感器從呼吸器官附近收回而實現(xiàn)完成。操作者、用戶或測試人員還可選擇繼續(xù)將呼氣吹向傳感器以便積累更多的測量點，或最終增大稀釋因子D以便增大準確度。實時同步執(zhí)行測量和計算的任務(wù)對根據(jù)本發(fā)明的裝置提出特定要求。一方面，來自傳感器的信號必須被采樣并放入緩沖存儲器中，并從那里轉(zhuǎn)移到算術(shù)邏輯計算單元，在該單元中執(zhí)行等式(l)、(2)和(3)，或相應(yīng)的等式。計算的結(jié)果以及最終的臨時結(jié)果也應(yīng)存儲在緩沖存儲器中，并從那里被顯現(xiàn)以便被測試人員或操作者感知。每次指示之間的時間間隔應(yīng)該不超過0.5秒以便于測試人員或操作者即時感知指示信息。利用商業(yè)上可買到的微處理器，包括緩沖存儲器和算術(shù)邏輯單元，可以滿足該需求。優(yōu)選地，微處理器還包括永久性存儲器，用于存儲程序控制的計算和數(shù)據(jù)通信。對測量誤差隨時間的改變進行實時計算和指示，使其在后續(xù)階段5期間對測試人員或操作者而言清晰可視。當積累的不準確度IA達到最低值時，會發(fā)生自動轉(zhuǎn)移到最后的狀態(tài)6,因此分別積累的Ca,v和C^。r值對當前測定而言可為最終有效的。不過，與測量的最終繼續(xù)或其終止有關(guān)的操作者、用戶或測試人員的命令是否決這種自動化，并可以由受該人員控制的開關(guān)位置7來控制。例如，可以在一個或數(shù)個后續(xù)呼吸期間繼續(xù)測量。由根據(jù)本發(fā)明的裝置通過視聽或觸覺裝置指示不同的狀態(tài)1-6。例如，被測值和不準確度可以指示為測量刻度8a、8b上的位置和寬度，其中8a指示相對大的測量誤差，而8b指示基本相同的測量值但誤差較小。指示多種狀態(tài)的可選實施例在使用交通燈符號的序列9a-9e中示出。在9a中通過由紅、黃和綠燈照明來指示開始狀態(tài)l和等待狀態(tài)2。通過由黃燈9b照明、最終閃爍以便引起注意來指示測量狀態(tài)3。通過由紅和綠燈9c都照明來指示測量和計算的狀態(tài)4。綠和紅燈依據(jù)與濃度限制相比測量值的當前幅度(使用關(guān)系式(4)、(5)和(6))而發(fā)射出不同強度。在最后的狀態(tài)6中，在大多數(shù)情況下不準確度如此小以致于可提供明確的響應(yīng)，關(guān)于是否超過濃度限制。在這種情況下，如果超過則引起紅色停止信號9d,如果沒超過則引起綠光9e。圖2示意性示出傳感器信號X的典型時間序列，和由等式(2)推導出的稀釋程度D，以及由等式(1)和(3)計算出的計算肺泡酒精濃度，其中積累測量誤差插入到圖中作為測量值的下限和上限。作為時間的函數(shù)的變化示出變量X(上圖)、D(中圖)和Ca,v、Cerr。r(下圖)，一部分用于清醒的測試人員(時間刻度0-3秒)，另一部分用于酒精濃度稍低于濃度限制Cumit的人員(時間刻度100-105秒)。從相應(yīng)于對周圍環(huán)境有效的穩(wěn)定初始值Xamb開始，只要測試人員向傳感器裝置吹氣，X就將繼續(xù)上升到更高值。當來自測試人員的呼氣已碰到傳感器裝置時，只要保持氣流(即在呼吸期間)，就達到穩(wěn)定狀態(tài)信號并保持。之后該水平降低，并維持初始值X^b。變量D以與變量X等同的方式隨時間改變，從等式(2)來看這是顯然的。這種情況在圖2的中間曲線中例示。實驗已經(jīng)顯示D=0.3-0.5可能是理想水平，可通過在10-30cm距離處向傳感器裝置用力呼氣而獲得。不過，該水平是在吹氣一秒或數(shù)秒之后獲得的。在更早的時間點上，上述水平D一被達到，在該處裝置轉(zhuǎn)換到測量和計算狀態(tài)。適當值可以是Dmi「0丄..0.2。最初在超過Dmin的時間點上酒精濃度的被測值出現(xiàn)，該值與測量誤差一起在下圖(曲線)上例示。在曲線的左邊系列中，以清醒的測試人員，提供該水平低于濃度限制的立即響應(yīng)，而因此測試人員可選擇完成測定。在右邊曲線系列中，從開始并不清楚濃度限制是否將被超過開始，因為該限制落入測量值的容許量內(nèi)。由此測試人員選擇繼續(xù)測定，因此測量誤差減小。呼吸結(jié)束時積累的測量誤差接近最小值。如圖2中所示，當清醒人員關(guān)于給定的濃度限制經(jīng)歷清醒測試時，根據(jù)本發(fā)明的方法容許顯著減少用于測量和計算的時間。圖3示出兩個圖，上圖與根據(jù)目前的技術(shù)狀況的測量儀器有關(guān)，而下圖提供本發(fā)明的示例。在兩個圖中，輸出信號(實線)和測量誤差(虛線)示出為酒精濃度的函數(shù)。另外，在酒精濃度軸上指示濃度限制L，在輸出信號軸上指示啟動水平T。因此在圖中標出四個象限11、12、13、14。象限12和14分別表示裝置的真否定和肯定輸出，而象限11和13分別表示假肯定和否定輸出。在傳統(tǒng)裝置中測量誤差不受用戶影響，暗含有根據(jù)上圖的假輸出的危險。不過，根據(jù)本發(fā)明，可以適應(yīng)測量誤差而在大約濃度限制L和觸發(fā)水平T處使其最小化。如上所述，在一方面的用戶、操作者或測試人員與另一方面的裝置之間執(zhí)行該適應(yīng)。圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明根據(jù)優(yōu)選實施例的裝置設(shè)計。裝置優(yōu)選嵌入裝置盒或外殼31中，盒或外殼的尺寸適于手持使用或集成在例如車輛方向盤的車輛儀表內(nèi)。外殼31的物理尺寸應(yīng)不超過120xl20x30mm。外殼31設(shè)有孔32、33，用于呼吸樣本的流入和流出。因此測量單元41被限定并被來自源34的準直紅外光透射。在碰到探測器35、36之前，紅外(IR)光束38在測量單元41內(nèi)對著反射表面39、40反射幾次，探測器35、36適于在某波長波段范圍內(nèi)選擇性地探測輻射，在該波長波段范圍內(nèi)一方面的酒精和另一方面的水蒸氣及二氧化碳呈現(xiàn)物質(zhì)特定吸收。響應(yīng)時間0.5秒或更短的溫度或流量傳感器37位于測量單元41的入口32附近。傳感器37還可與電加熱"i殳備組合以^更加熱進入的呼吸樣本。一部分目的可以是根據(jù)熱線風速表的原理來測量流速，另一部分目的是防止由于呼氣的濕氣導致的冷凝。另外還有設(shè)備42用于活空氣(activeair)流過測量單元41。該設(shè)備可例如是小型風扇或泵。在圖4中測量單元41的孔32和33出于兩個原因示意性畫為雙柵格(grating)。一部分原因是柵格自身可防止測量單元41內(nèi)的靈敏光學元件被弄臟，并可設(shè)有不同類型的濾波器以便在特殊的嚴酷環(huán)境中使用。另一部分原因是在測量期間僅短暫打開的雙重可偏轉(zhuǎn)柵格(deflectablegrating)在測量機會之間提供有效保護。由傳感器35、36、37產(chǎn)生的電信號在電子單元43中經(jīng)歷放大、濾波和其它信號處理，電子單元43還執(zhí)行IR源34、傳感器37內(nèi)的加熱設(shè)備和流通設(shè)備42的控制和驅(qū)動。電子單元43優(yōu)選包括樣史處理器或相應(yīng)物，用于執(zhí)行存儲器中存儲的程序，包括上述的計算和狀態(tài)指示。將IR源34優(yōu)選調(diào)制在2Hz或更高的頻率處。因此消除了IR探測器和輸入放大器的偏置漂移(offsetdrift)問題，同時獲得足夠的響應(yīng)時間。對響應(yīng)時間的要求主要由測量值的實時呈現(xiàn)來限定，如操作者或測試人員所即時感知的。在實踐中這對應(yīng)于0.5秒或更少的響應(yīng)時間。電子單元43優(yōu)選包括對集成顯示單元44進行數(shù)字信號通信以便指示測量值的電路，和對其它單元進行數(shù)字信號通信的電路。在最簡單的狀態(tài)下顯示單元44具有少量的燈或發(fā)光二極管，如結(jié)合圖1所示，但還可以是如圖4中所示的圖形和/或字母數(shù)字顯示，以便更詳細地指示傳感器信號隨時間的變化。用戶或操作者對電子單元43的控制由手動控制設(shè)備45執(zhí)行?？捎蓛?nèi)置電池或由外部電壓源供電。根據(jù)本發(fā)明的裝置與原料和組件的選擇相關(guān)地進行設(shè)計，以便在至少15年或30000次測量機會中免于維護操作。將根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)計成使得正常技術(shù)人員毫無疑問能夠使用。包括選擇測定的完成點的上述交互具有直觀特征并因此需要最少的上述命令。應(yīng)該進一步注意到，圖4示意性示出的裝置利用原料和可以低成本連續(xù)制造的組件進行構(gòu)造。另外，裝置的設(shè)計適于自動裝配，這意味著手工制作過程的數(shù)量最少。同樣，可利用自動手段有效執(zhí)行校準、測試和質(zhì)量保證。最后，這暗含可給予根據(jù)本發(fā)明的裝置吸引人的價格，并由此得到大量用戶。在產(chǎn)品壽命期間周期性校準的消除也有助于提供低漂移成本和高度方便性的根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置。圖1-4的實施例并未指出對本發(fā)明的應(yīng)用性的限制。本發(fā)明的特征由所附權(quán)利要求限定。權(quán)利要求1.一種用于測定呼氣中酒精濃度的方法，其特征在于-在一方面的裝置與另一方面的測試人員或操作者之間的交互，-所述交互是指使所述測定的準確度和時間耗用適于當前目的或需求，-所述交互意味著在測量進行期間所述測定的測量值和誤差或其相關(guān)要素對所述測試人員或操作者實時呈現(xiàn)，有可能選擇延長的測量時間并對所述呼氣的稀釋進行補償，以便增大所述準確度，-依靠來自所述裝置內(nèi)的顯示單元的視聽或觸覺的指示而執(zhí)行所述呈現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述呈現(xiàn)具有符號或數(shù)字字符，并被指引給所述測試人員或操作者。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量誤差取決于所述呼氣的稀釋，所述測定的積累時間，和所述測量值的噪聲、干擾或其它隨機變化。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述呼氣的非接觸式采樣通過測量溫度、水蒸氣或二氧化碳的濃度或這些要素的組合對樣本的稀釋進行補償。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于分步式過程，該分步式過程包括開始狀態(tài)，此時啟動所述裝置，隨后為等待狀態(tài)，此時關(guān)于穩(wěn)定性對相應(yīng)于所述測量值和其它值的傳感器信號進行控制，后面跟隨有測量和計算狀態(tài)，此時酒精的肺泡酒精濃度和測量誤差被實時執(zhí)行并被呈現(xiàn)，以及最后的狀態(tài)在積累的不準確度已達到最小值之后得出。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述酒精測定是基于例如紅外吸收的物理性質(zhì)，而最小化之后的所述測量誤差基本上具有隨機特征。7.—種用于根據(jù)權(quán)利要求1測定酒精濃度的裝置，其特征至少在于-第一傳感器，其輸出信號是所述酒精濃度的單調(diào)函數(shù)，-第二傳感器，其輸出信號是所述呼氣的稀釋、或其相關(guān)要素的單調(diào)函數(shù)，因此所述第一和第二傳感器的響應(yīng)時間不超過0.5秒，-電子單元，用于處理來自存儲在存儲器單元中的程序的所述信號，所述程序用于對所述測定進行控制和計算，-顯示單元，用于所述測定、測量值或其它相關(guān)^f言息的一見聽或觸覺的呈現(xiàn)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置嵌入在外尺寸不超過120xl20x30mm的外殼中，包括一種用于容納所述呼氣的所述外殼的受控孔的設(shè)備。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，至少一個傳感器用于測量所述呼氣的所述溫度或流速，由此所述傳感器的響應(yīng)時間不超過0.5秒。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，具有用于接收所述呼氣的孔的測量單元，和用于通過活動流的裝置，所述測量單元被準直的紅外輻射所透射。全文摘要本發(fā)明涉及用于呼氣的酒精濃度的測定方法和裝置。通過在測量進行期間實時呈現(xiàn)當前或積累的測量值和誤差，能夠關(guān)于準確度和時間耗用交互式控制酒精測定。優(yōu)選不與補償呼吸樣本的稀釋相關(guān)聯(lián)來執(zhí)行測量，該補償通過同時測量溫度、水蒸氣或二氧化碳的濃度來執(zhí)行。該方法基于測量誤差對呼氣的稀釋和積累時間的依賴被劃分為分步式過程，該呼氣的稀釋和積累時間都可能受到測試人員或操作者的影響。在相對于濃度限制的測量方面獲得特定優(yōu)點。優(yōu)選依靠紅外波長范圍內(nèi)的吸收光譜來執(zhí)行酒精測定。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括用于上述要素的傳感器、用于信號和數(shù)據(jù)處理的電子單元、顯示單元，并被嵌入小型外殼中以便于手持使用或集成。傳感器的響應(yīng)時間應(yīng)不超過0.5秒以便滿足實時操作的需要。外殼在測量時是可控能打開的，并包括用準直的紅外輻射照射的測量單元和用于活氣流的裝置。文檔編號A61B5/083GK101631497SQ200880002908公開日2010年1月20日申請日期2008年1月31日優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日發(fā)明者B·赫克申請人:赫克儀器股份公司