Устройство для анализа выдыхаемого воздуха

 

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано при создании газосигнализаторов состава выдыхаемого воздуха. Цель изобретения - увеличение точности анализа и сохранение ее при проведении экспресс-анализа. В устройстве камера разделена на два объема - пробоотборный и аналитический, каждый из которых снабжен вентиляционными отверстиями. Входное отверстие пробоотборного объема и отверстие, соединяющее пробоотборный объем с аналитическим, расположены с возможностью обеспечения циффузионного захода газа в аналитический объем, например, взаимно перпендикулярно. Устройство снабжено блоком термостабилизации камеры, а пробоотборный объем камеры снбажен нагревательным элементом, расположенным в нижней его части, и двумя термистерами - измерительным и контрольным. Оба термистера подключены к входам блока определения полноты пробоотбора, нагревательный элемент соединен с выходом блока термостабилизации камеры, к входу которого подключен контрольный термистер. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G О1 N 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

IaeL а также обеспечение оптимального ре- (д жима работы газочувствительного элемента при экспресс-анализе вьщыхаемого воздуха °

На фиг. 1 представлена .конструкция камеры; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства.

Рабочая камера устройства для ана- Й лиза выдыхаемого воздуха разделена перегородкой на два объема — пробоотборный 1 и расположенный на нем аналитический 2, сообщающиеся между собой вертикальным отверстием 3, расположенГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ34

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4366354/25-25 (22) 19.01.88 (46) 23.02.90, Бюл, Р 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) Л.Э.Еремина, В.Г.Кадученко, Н,П.Максимович, Г.К.Клименко и В.И.Сморчков (53) 543.274 (088.8) (56) Патент Японии Ф 53-17439, кл. G 01 N 27/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1193558, кл. G 01 N 27/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к пазоаналитическому приборостроению и может быть использовано при создании газосигнализаторов состава вьщыхаемого воздуха. Цель изобретения — увеличение точности анализа и сохранение ее при

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению, а именна к устройствам для экспресс-анализа выдыхаемого воздуха полупроводниковым методом, и может быть использовано для диагностики алкогольного опьянения, в том числе при массовом предрейсовом осмотре водителей автомашин или для определения некоторых заболеваний человеческого организма, Цель изобретения — повышение точности и сохранение ее при проведении экспресс-анализа вьщыхаемого воздуха, „.,SU„„> 545151 А1

2 проведении экспресс-анализа. В устройстве камера разделена на два объема — пробоотборный и аналитический» каждый иэ которых снабжен вентиляционными отверстиями. Входное отверстие пробоотбориого объема и отверстие, соединяющее пробоотборный объем с аналитическим, расположены с воэможностью обеспечения диффузионного захода газа в аналитический объем, например, взаимно перпендикулярно. Устройство снабжено блоком термостабилизации камеры, а пробоотборный объем камеры снабжен нагревательным элементом, расположенным в нижней его части, и двумя термистерамй — измерительным и контрольным. Оба термистера подключены к входам блока определения полноты пробоотбора, нагревательный элемент соединен с выходом блока термостабилилиэации камеры, к входу которого подключен контрольный термистер. 1 з.п.- 2 ф-лы, 2 ил.

Фии4

1545151 ным в перегородке, В обоих объемах имеются вентиляционные отверстия 4, кроме этого, в пробоотборном объеме 1 расположено горизонтальное входное отверстие 5, снабженное мундштуком 6. От(".

5 верстия 3 и 5 расположены взаимно перпендикулярно для обеспечения диффузионного захода анализируемой пробы на расположенный в аналитическом объеме 2 газочувствительный элемент 7 orpab ниченный, как обычно, снизу и. сверху металлическими сетками 8. его нагре, ватель 9 подключен к выходу стабилиза Top> 10 напряжения а газ очувствитель ный слой 11 -.к входу блока 12 измере, ния выходного сигнала„ В пробоотборном объеме имеются два термистера — иэ— мерительный 13 и контрольный 14. Из: мерительный термистер 13 расположен

1 непо средств енно з а входным отверстием 5, а контрольный термистер 14 — в месте, практически не обдуваемом выдыхаемым воздухом. Оба термистера 13 и, 14 подключены к входам блока .15 изме- 25 рения полноты пробоотбора. Контрольный термистер 14 подключен к входу блока 16 термостабилизации камеры, к выходу которого подключен расположен-, ный в нижней части пробоотборного объема 1 нагреватель 17 камеры.

Блок 15 измерения полноты пробоотбора состоит, например, из моста, в плечи которого включены термистеры

l 13 и 14, усилителя блока, компаратора

35 и подключенного к выходу компаратора светодиода, Блок 16 термостабилизации камеры состоит, например, из температурно

/ ,.; зависимого делителя, усилителя и триг- 40 гера Шмидта, к выходу которого под- ключена база транзистора, подающего напряжение питания на нагреватель 17 камеры. Термистер 14 подключен к входу блока 16 термостабилизации и является плечом температурно зависимого д елителя, Для обеспечения оптимального режима раб оты газ очувст вит ель ного эл емента при экспресс-анализе выдыхаемого воздуха соотношение площадей вентиля- 5

50 ционных отверстий пробоотборного и аналитическоro объемов находится в пределах 0 5-2, Экспериментальные исследования показали, что при соотношении площадей, 55 меньшем 0,5, камера плохо проветрива- ется, а при соотношении площадей, большем 2, теряется прецставительность пробы из-за разбавления ее окружающим воздухом. И только при соотношении площадей в пределах 0,5-2 достигается повышение точности анализа и сохранение ее при экспресс-анализе за счет хорошего проветривания гдзочувствительного элемента.

Устройство работает следующим образом.

Выцыхаемый воздух через мундштук

6 и входное отверстие 5 поступает в пробоотборный объем 1 камеры, При этом происходит охлаждение измерительного термистера 13, расположенного в пробоотборном объеме 1 перед входным отверстием 5, Разность сопротивлений изме рител ьного те рмис те ра

13 и контрольного термистера 14 (на термистер !4 проба практически не попадает и его сопротивление зависит только от температуры в камере) является входным информативным параметром для блока 15 определения полноты пробоотбора, При достижении этой разностью установленного порога светодиод блока сигнализирует об окончании пробоотбора и о возможности проведения измере( ний. В течение всего пробоотбора часть пробы через отверстие 3 диффузионно поступает в аналитический объем 2 на расположенныи в нем газочувствительный элемент 7. За счет хемосорбции изменяется сопротивление чувствительного слоя 11 газочувствительного элемента 7, Блок 12 измерения выходного сигнала регистрирует это изменение сопротивления газочувствительного элемента 7 и выдает требуемую информацию о наличии анализируемого вещества в выдыхаемом воздухе.

В процессе работы устройства нагревателем 17 осуществляется подогрев камеры, контролируемый термистором

14 и регулируемый блоком 16 термостабилизации камеры. Для этого напряжение с температурно зависимого делителя, одним плечом которого является контрольный термистер 14, поступает йа усилитель блока 16, С выхода усилителя сигнал поступает на триггер Шмидта, к выходу которого подключена база транзистора, подающего напряжение питания на нагреватель 17 камеры.

Фо рмула из об ре те ния

1, Устройство для анализа выдыхаемого воздуха, содержащее камеру, снаб5 )545 i5 женную горизонтально расположенным входным отверстием с мундштуком и нагревателем, газочувствительный элемент, нагреватель которо го подключен к выходу стабилизатора напряжения, а газочувствительный слой — к входу блока измерения выходного сигнала, блок измерения полноты пробоотбора, о т— л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью

I сохранения точности при проведении экспресс-анализа, камера снабжена блоком ее термостабилизации, разделена перегородкой с вертикальным отверстием на два объема, пробоотборный и расположенный над ним аналитический, в котором установлен газочувствительный элемент, пробоотборный объем содрежит входное отверстие, нагреватель камеры, расположенный в нижней его части, и два термисто- 20 ра — измерительный, расположенный непосредственно за входным отверстием, и кон-. трольный, оба термистора подключены к входам блока измерения полноты п робоотбора, нагревательный элемент сое" дннен с выходом блока термостабилизации камеры, к входу которого подключен контрольный термистор, каждый объем камеры снабжен вентиляционными отверстиями.

2. Устройство по и. 1, о. т л и ч аю щ е е .с я тем, что, с целью обеспечения оптимального режима работы газочувствительного элемента при экс-. пресс -анализе выдыхаемого воздуха, соотношение площадей вентиляционных отверстий пробоотборного о и аналитического объемов находится в пределах 0,52, 1545151 фи. 2

Составитель В.Екаев

Техред Л. Олийнык

Редактор Н.лазаренко

Корректор О, Ципле

3акаэ 488 Тираж 510 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101