专利名称：一种高稳定性的司机饮酒检测控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于监测气体的报警控制装置。
司机、高空作业的建筑工人以及其他行业的操作人员，在酒后进行各种生产操作，势必给生产带来损失，甚至于造成人身伤亡事故。由于汽车司机在酒后开车所产生的交通事故，已经给社会带来了很大的危害。为了能有效地控制司机在酒后开车，以便减少交通事故，保护人民生命财产的安全和建立安定的社会秩序，人们研究了各种监测酒类气体的装置。如1983年J.Simo提出了《呼吸分析器的联锁装置》(美国专利US462815)，他采用了复杂的测温，A／D变换和微机系统，但他所采用的气敏元件受环境温度的影响很大，并且装置的结构复杂，造价昂贵。在国内也有人提出过结构比较简单的报警控制装置，如温逸仙提出的《司机饮酒控制器》(申请号 88206360)。该装置主要由气敏操头，电桥、比较电路及报警控制等电路所组成。这种装置虽然性能优良，结构简单，造价低廉，已广泛地被安装在各类汽车上，对司机酒后开车产生了有效的报警及控制作用。但是，该装置在接通汽车电源之后，由于气敏探头的电阻RX和加热丝M有一个予热的时间过程才能使气敏探头处于稳定的工作状态。在这一予热的时间过程中，整机处在不稳定状态，因此报警也是不准确的，尽管这一时间过程很短，但仍可能出现错误报警的问题。
因此，本实用新型的目的在于提出一种控制气敏探头始终处于稳定工作状态的技术，从而可以对司机酒后开车作出快速、准确的报警并控制汽车起动。
本实用新型的主要结构如
图1所示，控制器所使用的电源(V)是汽车点火器的12伏直流电源。电容C1和二极管D2是起电源的稳压作用。当开关K开启时，它们可以使集成电路C和D工作在稳定电压的状态。当开关K闭合时，它们对整电路产生稳压作用，集成电路C可以采用CW7805，其工作方式为正电压输入，提供正电压输出，对气敏探头加热丝M提供固定的5伏稳定电压。集成电路D是负电压输入，提供负电压输出，为整机电路提供固定的负12伏稳定电压。它可以使用CW7912。因此，当开关K开启时，由汽车点火电源提供的直流电压，通过二极管D2，电容C1，集成电路C和D，就能使气敏探头处于正常的工作状态，从而保证了当开关K一旦闭合，整机就能处于正常的监测，报警和控制状态。这就避免了已有技术中对气敏探头的电阻RX和加热丝M的予热时间过程。达到及时，准确报警和控制汽车起动的目的。
R3和R4为运算放大器(A)提供正输入电压，电阻R1、R2、电位器(W)和气敏电阻RX为运算放大器(A)提供负输入电压。运算放大器(A)的接法构成集成电压比较器。电阻R5和R6值决定于晶体管BG1的基极电流Ib的大小，一般情况下电阻R6选得较大，Ib近似由Rb决定。晶体管BG1为继电器(J)线圈提供电流。晶体管BG1，可以是普通的PNP小功率管。电阻R7和R8为集成音乐块提供电源。音乐块、晶体管BG2和扬声器(y)构成声音报警装置。继电器(J)不吸合，汽车点火电源接通，没有声音报警；继电器(J)吸合时，点火电源断开，发出声音报警。在
图1中发光二极管D3发光表示报警，不发光则表示安全或控制器不工作；发光二极管在电路中，可以有不同的连接方法。D3可以由多个、不同数目和不同颜色的发光管组成。
电源接通，控制器工作时，探头加热丝M被加热，电阻RX随敏感气体的浓度变化，敏感气体浓度越高时，电阻RX的阻值越小。当敏感气体浓度超过所设定的报警阈值时，运算放大器(A)的差模输入电压小于零，晶体管BG1工作，继电器(J)吸合，发出声音报警，同时打开制动信号灯、切断点火电源。报警阈值由电位器(W)滑动臂的位置决定。适当选择电位器(W)的全阻值和电阻R1、R2、R3R4的大小，可以使报警阈值被定为任意大小。安装在P点和S点之间的点火开关K控制汽车是否启动。
本实用新型采用对乙醇气体选择性好、灵敏度高的气敏半导体器件作探头，加上合理的电路设计，尤其是采用了集成电压比较器，使整机对酒精也有很好的选择性。整机的灵敏度通过选择电路电阻R1、R2、RW、R3、和R4等元件参数最低报警阈值可以达到零值，最高报警阈值也可以达到任意大。这里使用的气敏电阻在250℃左右高温条件下工作，所以受环境温度变化的影响很小，不必加温度补偿系统，从而克服了已有技术中存在的问题。可以看到，本实用新型设计合理、结构简单、性能可靠、造价低廉，适于安装在各类汽车上使用。
如果采用的气敏探头对烟雾(如香烟)也敏感，则本装置也能起到禁止车内吸烟的作用。这对于提倡不吸烟、保护人体健康有极大的好处。气敏探头对其它可燃性气体(如汽油等)也有反应，所以对保证车内卫生、防火也有好处。因此，根据不用的用途，来调整不同的阈值。
将本实用新型的探头与电路部分组合在一起，即构成手执式酒精检测器；采用对敏感气体选择性不同的气敏探头，本实用新型还可以在其它场所(如煤气检漏等)作可燃性气体检测、控制器使用。
实施本实用新型时，也可以将电路部分、探头、扬声器和发光管分开装置。电路部分装在车内、不暴露，探头装在车内离司机较近、易于感觉到司机呼吸的位置(如方向盘前)，扬声器也装在车内适当的位置，发光管可以装在车内也可装在车外。电源火线和控制点火器的控制线串接在点火开关K和点火线圈之间。
本实用新型还可以通过简单地改变电源供电方式和控制电路，制造成手提式测酒气，从而可以更广泛地适用于对从事交通、建筑业的高空作业以及其他行业的操作人员饮酒状况进行准确的检测。
图1为本实用新型的电路原理图。电阻R1由电源电压(V)，气敏探头加热丝的电阻r和最佳工作电流IC决定，选用电阻R1＝ (V)/(IC) －r。以下元件选择以电压V＝12 伏考虑。电阻R1＝R2＝200Ω；电阻R4＝10KΩ；设在洁净空气中RX大小为RX0，则当电位器(W)的全阻值 RW≥(0.4+0.2RX0-0.2)]]>、电阻R3＝2／0.4+0.2RX0]]>(其中RX0、RW、R3的单位都为KΩ)时，报警阈值可以任意(0～∞之间，但在一般情况下并不需要这样大的范围)选择；运算放大器(A)根据电源(V)选用普通的运算放大器；电阻R3＝(V－Vmin)·hFE／1.5I0，式中Vmin是运算放大器(A)的低输出电压，hFE是BG1的直流电流放大倍数，I0是继电器(J)的吸合电流；晶体管BG1可以选用低频小功率PNP型三极管；继电器(J)选用吸合电流小，线圈直流电阻小而且寿命长的继电器，也可以选用可控硅器件；电阻R7和R8的选用以满足集成音乐块对电源的需求标准；晶体管BG2和扬声器(y)按音乐块的要求选择；电阻R10的选择是为了满足发光二极管D3对电流的要求，一般选用大于或等于120Ω；二极管D1的作用是保护继电器(J)线圈。
本实用新型的一个具体实施例可由下面给出气敏探头是哈尔滨通江晶体管厂生产的QM－J1型气敏器件，电阻R1＝R2＝200Ω，电阻RW＝5.1KΩ，电阻R4＝10KΩ，电阻R3＝2KΩ，运算放大器(A)为F007型运算放大器，电阻R6＝5KΩ，电阻R5＝10KΩ，晶体管BG1为3CX200B，继电器(J)为JRC型继电器，电阻R8＝1.2KΩ电阻R7＝800Ω，音乐块为KD9300型，晶体管BG2为3DG6，扬声器(y)为YD55－3(8Ω，0.25w)型扬声器。电源电压V＝12伏本实用新型所采用的各部件都为一般电子工业所通用的元器件。本装置结构简单、性能稳定，可以广泛使用在汽车上。
权利要求1.一种由气敏探头，运算放大器A，音乐块B，晶体管，继电器J，发光二极管，扬声器y以及电阻电容所组成的司机饮酒控制装置，其特征在于它包含有一个开关K，集成电路C和D，稳压二极管D2，电容C1，发光二极管D3，以及电阻R10所组成。
2.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的集成电路C的输入端2和输出端3分别连接着气敏探头的两端，并且它是工作在正电压输入和正电压输出状态。
3.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的电阻R10的阻值是≥120Ω。
4.按照权利要求1所说的装置，其特征在于所说的开关K是被安装在电路的P点与S点之间。
专利摘要本实用新型属于酒精气体的监测报警控制装置。它主要由酒敏元件，稳压电路，比较电路以及报警控制电路所组成。它对酒精气体反应灵敏，通过对各元器件参数的选择，可以随意调整对酒精气体反应灵敏度，从而可以在各种不同要求的环境里，有效地对司机酒后开车进行及时，准确的报警和控制。本实用新型结构简单，性能稳定，操作方便，价格低廉。它还可以通过简单地改变电源供电方式和控制电路，制造成手提式测酒器，从而可以更广泛地适用于交通、建筑业的高空作业以及其他有类似要求的行业。
文档编号B60K28/00GK2044944SQ89202820
公开日1989年9月27日 申请日期1989年3月18日 优先权日1989年3月18日
发明者温逸仙 申请人:温逸仙