[发明专利]带有曲线绘制功能的红外酒精测试方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及红外酒精测试方法及系统，尤其是涉及一种带有曲线绘制功能 的红外酒精测试方法及系统。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，因酒后驾车而引起的交通事故与日俱增，严重 的威胁着人们的生命财产安全。在交通事故案件处理中，需要检测酒后驾车肇 事者的BAC(Blood Alcohol Concentration)，即血液酒精浓度，作为法院呈堂证供。 执法人员主要采用非侵入性检测来对驾驶员进行证据性呼气酒精测试 (Evidential Breath Alcohol Testing)，方法大都是基于非色散红外光谱分析技术， 即化合物的分子对红外光谱内某一个或某一组特定波段内的辐射有选择地吸 收，吸收强度与该化合物的浓度相关。根据该方法可以检测出驾驶员呼气酒精 浓度(BrAC，Breath Alcohol Concentration)，然后按固定比例关系计算出BAC。

目前基于红外吸收呼气酒精检测仪器一般采用斩波器对红外光进行机械调 制，即在红外光源和气室之间的光路上加一个带有多个通孔的以一定速率旋转 的斩波器，通孔分别被不同中心波长的窄带滤光片覆盖，产生的光脉冲信号通 过气室被吸收后，经红外探测器转换为电信号，由计数器的时间窗口控制各个 通道的导通，然后对各通道信号进行比较处理，将最终结果显示在液晶屏上。 该技术的主要缺点是采用机械调制方式，斩波器需要电机带动旋转，使得光学 部件体积大，重量重，且干扰性强，寿命和可靠性降低；另一方面是测试的结 果不能实时显示，容易受口腔酒精的干扰。

发明内容

针对上述现状和技术的不足，本发明的目的在于提供一种带有曲线绘制功 能的红外酒精测试方法及系统。它采用光源调制的方式，使得系统的可靠性和 抗干扰能力大大提高。通过比较通道消除光源不稳定性、光电器件零漂及呼气 中其他干扰物质的影响。系统中微处理器通过定时器设定一定的采样时间间隔， 将采集的数据转换为酒精浓度值后实时绘制在GUI显示系统上，从而可以对测 试有效性进行判断。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一、一种带有曲线绘制功能的红外酒精测试方法：

微处理器产生一定频率的方波脉冲，输入脉动光源驱动电路驱动红外光源， 被调制的红外光进入气室后，在气体特征吸收谱线范围内，红外辐射光线被吸 收，衰减的红外光经中心波长为3.95μm、3.48μm和3.39μm的窄带滤光片组后， 打在红外探测器上，转换为电信号后送入信号放大处理电路，然后经A/D转换 电路转换为数字信号送入微处理器，微处理器对各路数字信号进行处理，计算 出酒精浓度，并以曲线的形式实时显示浓度值。

所述的滤光片组包括中心波长为3.95μm、3.48μm和3.39μm的窄带滤光片， 3.95μm的红外光不被气室内任何吸能化合物吸收，3.48μm的红外光主要被酒精 吸收，3.39μm的红外光主要被丙酮和水吸收。

所述的微处理器通过定时器设定一定的采样时间间隔，将采集的数据转换 为酒精浓度值后以曲线的形式在图形用户界面显示系统上实时显示。

二、一种带有曲线绘制功能的红外酒精测试系统：

包括微处理器单元、脉动光源驱动电路、抛物线型反射镜、红外光源、气 室、滤光片组、红外探测器、信号放大处理电路、A/D转换电路、无线打印模 块和GUI显示系统；抛物线型反射镜和红外光源、气室、滤光片组和红外探测 器依次连接，红外光源、气室、滤光片组及红外探测器处于同一光路上；红外 探测器经信号放大处理电路和A/D转换电路电连接，微处理器单元分别与脉动 光源驱动电路、A/D转换电路、无线打印模块和GUI显示系统电连接，脉动光 源驱动电路与红外光源电连接，。

所述的脉动光源驱动电路的输入端接微处理器单元的一个输出端，场效应 晶体管输出驱动器Q1的漏极接红外光源，Q1的源极接地，红外光源的另一引 脚接电源正极VCC。

所述的酒精测试系统中，微处理器单元采用ARM9芯片，滤光片组包括中 心波长为3.95μm、3.48μm和3.39μm的窄带滤光片，红外探测器采用热电制冷 硒化铅探测器，无线打印模块核心部件是nRF2401芯片，采用该芯片的经典标 准连接电路，A/D转换电路采用MAX1214或National公司的系列A/D转换芯 片。