Датчик паров алкоголя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электроника в медицине

 Комментарии к статье

Количество употребленного "на душу" (точнее, на тело) алкоголя в ряде случаев весьма критично (например, для водителей). Во многих странах Европы (Германии. Финляндии. Польше и др.) несколько лет назад появились в свободной продаже детекторы алкогольных паров, или так называемые "алкотестеры" (Roadtest). Конечно, это не профессиональные приборы, но и они позволяют контролировать "запах" и оценить свое состояние после приема чего-нибудь "согревающего". Вариантов алкотестеров. выпускаемые разными фирмами, много, а вот аналогичных приборов отечественного производства в свободной продаже пока нет.

"Алкотестер" (рис.1) представляет собой анализатор ларов спирта, а также толуола, ксилола и других летучих органических веществ. В верхней части прибора расположена сменная пластмассовая трубка, которая предназначена для вдувания воздуха ртом (в прибор). При включении питания раздается кратковременный звуковой сигнал (пик-пик), через 1 ...2 с - второй (аналогичный первому), и на индикаторе (внизу, под цифрами) мигает слово "Wait" (подождите). В этот период продолжительностью 10...12 с происходит вхождение датчика в режим измерений. После этого третий звуковой сигнал свидетельствует о том. что прибор готов к работе (к анализу принимаемого воздуха). При этом на индикаторе "Wait" сменяется на "Ready".

Если после третьего сигнала "не дуть в трубочку*, прибор воспринимает тот же воздух, который он уже проанализировал, и, не найдя различий, в течение 10...12 с выдает отрицательный вердикт (в медицине отрицательный результат считается хорошим, не подтверждающим диагноз). Это состояние показывается на индикаторе надписью "OFF" (без всяких сигналов). Система автовыключения отключает питание прибора спустя примерно 1.5 мин (для экономии батарей). Когда в дыхании обнаружено присутствие паров алкоголя, прибор выдает на индикаторе цифровые показания (максимум 4000 - надо просто забыть о машине) и подтверждает свое исследование бесконечными сигналами, отключить которые можно либо кнопкой "Reset" (тестирование сначала), либо "Power".

В устройстве установлен специальный датчик наличия примесей в воздухе типа TGS-2620 (Taguchi Gas Sensor - рис.2) фирмы Figaro Engineering Inc (Япония). Первооткрывателем этих датчиков в 1962 г. стал японский изобретатель Н.Тагучи. Большинство датчиков TGS (TGS-822, TGS-2620) сделано на основе оксида олова. Сопротивление этих датчиков постоянному току в обычном воздухе велико, а при наличии в воздухе примесей (паров органического происхождения) сопротивление резко снижается.

Зависимость относительного сопротивления датчика от концентрации газа показана на рис.3. Датчики не универсальны, например, датчик паров алкоголя не реагирует на наличие фреона. Типовая схема включения датчика приведена на рис.4.

(нажмите для увеличения)

Если подключить такой датчик к компаратору (устройству сравнения), то последний среагирует на изменение сопротивления датчика и включит сигнализацию. Для эффективной работы датчиков требуется постоянное напряжение около 5 В. поэтому такой прибор может с успехом использоваться с автономным питанием, например, от 3-4 миниатюрных батареек типоразмера AAA. Огорчает лишь стоимость датчиков - почти 50 USD. По аналогичному принципу Действует предлагаемое устройство, с той лишь разницей, что промежуточных звуковых сигналов и цифровой индикации оно не имеет, а показывает только два состояния: пьян (звук длится до выключения питания) или не пьян (нет звука).

Схема "Алкотестера" с использованием датчика TGS-2620 приведена на рис.5.

(нажмите для увеличения)

Напряжение питания для нагревателя датчика В1 подается на его вывод 1, к общему проводу подключается вывод нагревателя 4. Для обработки выходного сигнала датчика используется компаратор DA2 (К554САЗ), который сравнивает напряжения на своих входах. Неинвертирующий вход компаратора подключается к выводу 2 датчика, а инвертирующий - к цепочке R2-R3-R4-R5, создающей термокомпенсированное (за счет термистора R2) опорное напряжение U0.

Операционный усилитель DA1 с элементами VD1, R6, С2, R7, R9 обеспечивает задержку 1...1,5 мин, необходимую для устранения ложных срабатываний при включении питания и проведения измерений. Без этой задержки устройство может включить звуковой сигнал независимо от наличия паров алкоголя.

Когда изменение выходного напряжения В1 под воздействием паров алкоголя с концентрацией, превышающей установленный предел, вызывает срабатывание компаратора DA1, высокий уровень на его выходе обеспечивает включение звукового капсюля со встроенным генератором НА1 или иного устройства сигнализации.

Без термокомпенсирующей схемы сигнал датчика мог бы изменяться в диапазоне 600... 3400 ррт при заданном значении концентрации паров спирта 1500 ррт (при окружающей температуре 20°С и влажности 65%). Зависимость относительного сопротивления датчика от окружающей температуры изображена на рис.6.

Для термокомпенсации служит термистор R1. Напряжение U0 может меняться в диапазоне 2,5...3,2 В при температуре окружающего воздуха +40°С и относительной влажности 65% и, соответственно, в диапазоне 1,9...3,1 В при температуре -10°С.

Результаты применения термокомпенсирующего резистора представлены в таблице.

Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения при литании устройства от сетевого источника питания. Диод VD1 препятствует току утечки оксидного конденсатора С2, Детали. Терморезистор R1 - типа NTC. ММТ или аналогичный. Транзистор VT1 заменяется на КТ601, КТ603, КТ940 с любым буквенным индексом, микросхема DA1 - на КР140УД1208, КР140УД6. Диод VD1 - КД521, КД522 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы CI, C2 - типа К50-29 или аналогичные.

Звуковой излучатель НА1 - любой с встроенным генератором ЗЧ на напряжение 5...12 В. Для дополнительной световой сигнализации параллельно капсюлю НА1 можно подключить светодиод (типа АЛ307БМ или аналогичный с током до 10 мА) анодом к"+" питания с последовательно подсоединенным резистором сопротивлением 470...750 Ом. Источник питания прибора (если не использовать батарею) - стабилизированный, напряжением 5 В (±5%). Ток потребления не превышает 70 мА (без учета светодиодного индикатора). Кроме датчика TGS-2620. е данной схеме могут применяться датчики фирмы Murata TGS-880, TGS-2181 или TGS-822 (напряжение питания - 12...15 В).

Автор: А.Кашкаров, г.С. -Петербург

Смотрите другие статьи раздела Электроника в медицине.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Микроконтроллер ATmega169 11.01.2003 Корпорация ATMEL CORPORATION объявила о доступности технической информации на новый микроконтроллер ATmega169 для носимых приложений, имеющий встроенный ЖК-контроллер. ATmega169 имеет встроенный интерфейс для внутрисхемной отладки приложений. Кроме того, ATmega169 имеет флэш-память на 16 К, 1 К ПЗУ, 512 байт ППЗУ, 8-канальный АЦП с разрядностью 10. Поддерживается драйвер 4x25 сегментного ЖКИ.

Другие интересные новости:

▪ Искусственные органические нейроны

▪ Твердотельные накопители Vertex 450

▪ В Амстердаме запретят бензиновые и дизельные машины

▪ Банан в Мерседесе

▪ Звук соединяет дерево с металлом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Цветовая маркировка постоянных резисторов. Справочник

▪ статья Чего боятся женщины? Подробный ответ

▪ статья Научный редактор. Должностная инструкция

▪ статья Сварочный инвертор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микросхемы. Декодеры звуковых сигналов формата MPEG 2.5 LAYER III STA013/013B/013T. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026