阅读说明：本技术 呼出气体酒精含量检测补偿方法及快排酒精含量检测仪 (Expired gas alcohol content detection compensation method and rapid-excretion alcohol content detector ) 是由 任红军 高锋 郑建利 梁姬君 赵治豪 毕小乐 王月强 贺德江 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种呼出气体酒精含量检测补偿方法,包括以下步骤：获取呼出气体中混合有空气时的酒精浓度；获取呼出气体中混合有空气时的CO<Sub>2</Sub>浓度,将呼出气体中混合有空气时的CO<Sub>2</Sub>浓度代入动态补偿因子表达式得到动态补偿因子；将呼出气体中的酒精浓度与动态补偿因子相乘,得到补偿后的酒精浓度；本发明还提供一种快排酒精含量检测仪。本发明通过测试人呼出气体的CO<Sub>2</Sub>计算出呼出气体中混合的空气比例,依据此比例对掺杂了空气的呼出气体酒精检测结果进行补偿,从而校正因混合空气影响导致的结果偏差；具有设计科学、方法简单且检测结果精准的效果。(The invention provides a method for detecting and compensating alcohol content in exhaled gas, which comprises the following steps: acquiring the alcohol concentration when air is mixed in the exhaled air; obtaining CO when air is mixed in exhaled air 2 Concentration, CO when mixing expired air with air 2 Substituting the concentration into a dynamic compensation factor expression to obtain a dynamic compensation factor; multiplying the alcohol concentration in the exhaled air by the dynamic compensation factor to obtain the compensated alcohol concentration; the invention also provides a detector for quickly discharging alcohol content. The invention tests the CO of the exhaled gas of people 2 Calculating the proportion of air mixed in the exhaled air, and compensating the exhaled air alcohol detection result doped with air according to the proportion, so as to correct the result deviation caused by the influence of mixed air; the method has the effects of scientific design, simple method and accurate detection result.)

呼出气体酒精含量检测补偿方法及快排酒精含量检测仪

技术领域

本发明涉及快排酒精检测领域，具体的说，涉及了一种呼出气体酒精含量检测补偿方法及快排酒精含量检测仪。

背景技术

目前的警用酒精检测仪主要分为两大类，一类是快速排查用的快排酒精检测仪，一类是取证用的酒精检测仪。取证用酒精检测仪配有一次性吹管，吹气时呼出气体和空气隔离，不会混合空气，检测结果准确。缺点是每测试一次都要更换一次性吹管，操作不方便，使用代价较高。快速排查酒精检测仪，多为棒式，不需要吹管，只需要将仪器伸到距离人口鼻处数厘米的地方采样呼出气体进行结果计算，更便捷卫生。因没有吹管，这样不可避免地会混合部分空气进入机器，导致结果偏低，并且仪器距离人口鼻处的距离不同，混合的空气比例也不同，导致结果会随着仪器距离人口鼻处的距离变化，检测结果易收到仪器距离人口鼻距离的影响，检测结果不精准。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种呼出气体酒精含量检测补偿方法及快排酒精含量检测仪。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种呼出气体酒精含量检测补偿方法，具体的，所述补偿方法所采用的技术方案是：

获取呼出气体中混合有空气时的酒精浓度；

获取与呼出气体中的CO₂浓度有关的动态补偿因子；

将呼出气体中的酒精浓度与动态补偿因子相乘，得到补偿后的酒精浓度。

基于上述，获取与呼出气体中的CO₂浓度有关的动态补偿因子的具体步骤为：获取呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度，将呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度代入动态补偿因子表达式：呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度，即得到动态补偿因子；其中，呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度为常量。

本发明第二方面提供一种快排酒精含量检测仪，包括：

酒精采样电路，用于对混合有空气的呼出气体进行酒精浓度检测，并输出呼出气体中混合空气时的酒精浓度；

CO₂采样电路，用于对混合有空气的呼出气体进行CO₂浓度检测，并输出呼出气体中混合空气时的CO₂浓度；

补偿控制器，分别与所述酒精采样电路、所述CO₂采样电路连接，根据呼出气体中混合空气时的酒精浓度、呼出气体中混合空气时的CO₂浓度以及预置的补偿规则进行计算，得到补偿后的酒精浓度。

基于上述，所述预设补偿规则为：

补偿后的酒精浓度=呼出气体中的酒精浓度*动态补偿因子；

其中，动态补偿因子=呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度，

呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度为常量。

基于上述，所述酒精采样电路包括酒精传感器和第一信号处理电路，所述第一信号处理电路分别连接所述酒精传感器和所述补偿控制器，用于对所述酒精传感器采集的酒精浓度信号进行放大、滤波处理，并将处理后的酒精浓度信号发送至所述补偿控制器；

所述CO₂采样电路包括CO₂传感器和第二信号处理电路，所述第二信号处理电路分别连接所述CO2传感器和所述补偿控制器，用于对所述CO₂传感器采集的CO₂浓度信号进行放大、滤波处理，并将处理后的CO₂浓度信号发送至所述补偿控制器。

基于上述，还包括电源电路、按键电路、声光报警电路和LCD显示电路，

所述按键电路与所述补偿控制器连接，用于向所述补偿控制器输入控制指令或/和控制参数；

所述补偿控制器与所述LCD显示电路连接，用于将补偿后的酒精浓度通过所述LCD显示电路进行显示；

所述补偿控制器与所述声光报警电路连接，根据补偿后的酒精浓度和预设报警阈值控制所述声光报警电路进行报警；

所述电源电路分别与所述酒精传感器、所述CO₂传感器、所述补偿控制器、所述按键电路、所述声光报警电路以及所述LCD显示电路连接，以提供工作电压。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过测试人呼出气体的CO₂浓度计算出呼出气体中混合的空气比例，依据此比例对掺杂了空气的呼出气体酒精检测结果进行补偿，从而校正因混合空气影响导致的结果偏差，检测结果并不会随着仪器距离人口鼻处的距离变化，具有设计科学、方法简单且检测结果精准的效果。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

图2是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

快速排查酒精含量检测仪的检测结果易收到空气的影响，混合的空气比例越大，对检测结果的影响也越大，如果能够获知呼出气体中混合的空气比例，然后根据该空气比例进行补偿，即可提高检测结果的精准度。

实施例1

基于上述原理，本发明第一方面提供了一种呼出气体酒精含量检测补偿方法，具体的，如图1所示，所述补偿方法所采用的技术方案是：

获取呼出气体中混合有空气时的酒精浓度X；

获取与呼出气体中的CO₂浓度有关的动态补偿因子C；

将呼出气体中的酒精浓度X与动态补偿因子C相乘，得到补偿后的酒精浓度Z。

具体的，获取与呼出气体中的CO₂浓度有关的动态补偿因子C的具体步骤为：获取呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度，将呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度代入动态补偿因子表达式：呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度，即得到动态补偿因子C；其中，呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度为常量。

本发明通过检测人呼出气体的CO₂浓度来计算出呼出气体中混合的空气比例，其原理是：由于人呼出气体中含有一定量的CO₂，空气中的CO₂含量较小，可以忽略，将呼出气体与空气进行混合后，呼出气体中的CO₂的浓度会下降，且下降的程度与混合的空气比例呈正比。

具体的，动态补偿因子表达式的计算过程为:

由呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B=CO₂体积/呼出气体中未混合空气时的体积；

呼出气体中混合有空气时的CO2浓度A=CO2体积/呼出气体中混合有空气时的体积；

可以得出：呼出气体中未混合空气时的体积/呼出气体中混合空气时的体积=呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度A/呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B；

由呼出气体中未混合空气时的酒精浓度Z=酒精体积/呼出气体中未混合空气时的体积；

呼出气体中混合有空气时的酒精浓度X=酒精体积/呼出气体中混合有空气时的体积；

可以得出：呼出气体中未混合有空气时的酒精浓度Z/呼出气体中混合空气时的酒精浓度X=呼出气体中混合空气时的体积/呼出气体中未混合空气时的体积；

进而得出，呼出气体中未混合有空气时的酒精浓度Z/呼出气体中混合空气时的酒精浓度X=呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度A；

即，呼出气体中未混合有空气时的酒精浓度Z=呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度A*呼出气体中混合空气时的酒精浓度X；

其中：呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度A即为动态补偿因子C。

本发明通过检测人呼出气体的CO₂浓度计算出呼出气体中混合的空气比例，依据此比例对掺杂了空气的呼出气体酒精检测结果进行动态补偿，从而校正因混合空气影响导致的结果偏差；具有设计科学、方法简单且检测结果精准的效果。

实施例2

本发明第二方面提供一种快排酒精含量检测仪，包括：

酒精采样电路，用于对混合有空气的呼出气体进行酒精浓度检测，并输出呼出气体中混合空气时的酒精浓度X；

CO₂采样电路，用于对混合有空气的呼出气体进行CO₂浓度检测，并输出呼出气体中混合空气时的CO₂浓度A；

补偿控制器，分别与所述酒精采样电路、所述CO₂采样电路连接，根据呼出气体中混合空气时的酒精浓度X、呼出气体中混合空气时的CO₂浓度A以及预置的补偿规则进行计算，得到补偿后的酒精浓度。

具体的，所述预设补偿规则为：

补偿后的酒精浓度Z=呼出气体中的酒精浓度X*动态补偿因子C；

其中，动态补偿因子C=呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B/呼出气体中混合有空气时的CO₂浓度A，

呼出气体中未混合空气时的CO₂浓度B为常量。

如图2所示，在具体实施例过程中，所述酒精采样电路包括酒精传感器和第一信号处理电路，所述第一信号处理电路分别连接所述酒精传感器和所述补偿控制器，用于对所述酒精传感器采集的酒精浓度信号进行放大、滤波处理，并将处理后的酒精浓度信号发送至所述补偿控制器；

所述CO₂采样电路包括CO₂传感器和第二信号处理电路，所述第二信号处理电路分别连接所述CO₂传感器和所述补偿控制器，用于对所述CO₂传感器采集的CO₂浓度信号进行放大、滤波处理，并将处理后的CO₂浓度信号发送至所述补偿控制器。

优选的，所述酒精传感器和所述CO₂传感器为独立传感器，或所述酒精传感器和所述CO₂传感器为二合一传感器；且所述酒精传感器和所述CO₂传感器的种类不受限制，可以是电化学类，也可以是半导体类，也可以是光学类或者其它类型的传感器。在具体安装时，所述酒精传感器和所述CO₂传感器设置在吹气气路中。

进一步的，所述快排酒精检测仪还包括电源电路、按键电路、声光报警电路和LCD显示电路，

所述按键电路与所述补偿控制器连接，用于向所述补偿控制器输入控制指令或/和控制参数；

所述补偿控制器与所述LCD显示电路连接，用于将补偿后的酒精浓度通过所述LCD显示电路进行显示；

所述补偿控制器与所述声光报警电路连接，根据补偿后的酒精浓度和预设报警阈值控制所述声光报警电路进行报警；

所述电源电路分别与所述酒精传感器、所述CO2传感器、所述补偿控制器、所述按键电路、所述声光报警电路以及所述LCD显示电路连接，以提供工作电压。

操作者可以通过所述按键电路以及所述LCD显示单元与所述补偿控制器进行交互，以实现测试及其他不同的功能选择。

优选的，所述补偿控制器为单片机，所述单片机还设置有扩展接口，用于进行功能的扩展。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。