[发明专利]一种基于红外光谱分析的酒精检测器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酒精检测技术，尤其是涉及一种更加准确的基于 红外光谱分析的酒精检测器及方法。

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，对人民的生命财产安全的危害逐渐突出，而检测司机是否酒后驾 车既能有效的控制司机的违法行为，也是在交通事故后调查取证的重 要措施之一。要判断是否是酒后驾驶，最理想的方法是检查驾驶员的 BAC(BloodAlcoholConcentration)，即血液中的酒精浓度。在事故 现场勘验或交通警察的日常交通检查中，最简单有效的方案是现场检 测驾驶员呼气中的酒精含量。

现有呼气酒精测试仪采用燃料电池型传感器检测气体酒精浓度， 成本较高；不能进行连续的测试，这意味着不能描绘呼出气体酒精浓 度的变化曲线，以至于不能判断呼出的气体是来自于肺泡，还是仅仅 来自于被测者的口腔；需要每隔一定的时间作标定，检测效率低。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中酒精测试仪采用燃料电池型传感 器检测气体酒精浓度，成本较高，不能进行连续的测试，检测效率较 低的技术问题，提供了一种更加准确的基于红外光谱分析的酒精检测 器及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一 种基于红外光谱分析的酒精检测器，包括有处理单元、显示单元、定 时检测单元、气体红外检测单元和信号增强单元，所述气体红外检测 单元包括检测管，检测管内包括相邻相透光的光源室和气室，在光源 室内设置有红外光源，在气室上设置有进气口和出气口，在气室远离 光源室的一端设置有滤镜组，在滤镜组后设置有测量探测器和参考探 测器，所述测量探测器和参考探测器分别与信号增强单元相连，信号 增强单元与处理单元相连，处理单元分别与红外光源、显示单元相连， 所述定时检测单元设置在气室的进气口上，定时检测单元与处理单元 相连。本方案中红外光源采用IRL715红外光源，IRL715红外光源属 于热辐射型光源，最大直径3.17mm，波长从可见光到5μm，适合对 乙醇气体的测量。气室用于通入测量气体。测量探测器通过滤镜组后 用于持续检测被乙醇气体吸收的特定波长红外线光强度，参考探测器 通过滤镜组后用于持续检测不被气体吸收的特定波长红外线光强度， 两个探测器将探测到的信息转换成电信号发送给处理单元进行计算。 信号增强单元对探测器的信号进行增强，改善信噪比，使得能更好的 提取出隐含在噪声中有用的信号。处理单元根据两个探测器的电信号， 以及预设的光路长度、红外吸收常数对气体中的酒精浓度进行计算， 并通过对计算后数据的分析，判断并选取来自肺部气体的酒精浓度值， 最后综合计算出检测气体的酒精浓度，在显示单元上进行显示。定时 检测单元用于检测进气口进气时间，在满足设定的进气时间后才由处 理单元对检测信号进行处理，输出检测结果，在不满足进气时间时提 醒重新吹气。本发明通过两个探测器采用双通道检测技术，参考探测 器的数据具有参考和补偿作用，这样有效提高了酒精检测的灵敏度和 数据的准确性，并对气体来源进行分析，提取准确的数据，使得检测 结果根据精确。通过红外方式检测气体酒精浓度，能够进行连线测试， 准确记录测试结果曲线，成本较低，检测效率高。

作为一种优选方案，所述信号增强单元包括前置放大电路、滤波 放大单路和A/D转换电路，测量探测器和参考探测器分别与前置放 大电路相连，前置放大电路与滤波放大电路相连，滤波放大电路与 A/D转换电路相连，A/D转换电路与处理单元相连，检测器还包括有 信息输入单元和无线通讯单元，信息输入单元和无线通讯单元分别于 处理单元连接。前置放大电路和滤波放大电路对探测器信号进行放大 得到稳定的信号，信号再经过A/D转换然后送到处理单元。信息输 入单元用于输入被测者的驾驶证号，处理单元将酒精含量检测结果与 驾驶证号进行绑定然后通过无线通讯单元发送到管理中心，管理中心 能够根据信息进行扣分操作和信息登记。

作为一种优选方案，所述滤镜组包括只通过被乙醇吸收光能的特 定波长红外线的第一滤镜和只通过不被吸收光能的特定波长红外线 的第二滤镜，第一滤镜设置在测量探测器的探测头上，第二滤镜设置 在参考探测器的探测头上。根据乙醇对红外光在3.48um波长处具有 特定吸收峰这一特性，在测量探测器上设置只通过该波长红外线的第 一滤镜。另外根据红外光在3.95um处稳定、没有气体吸收的特性， 在参考探测器上设置只通过该波长红外线的第二滤镜。