快速酒精定性信号处理方法以及初测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了快速酒精定性信号处理方法，步骤为：开始；受测者通过装置吹气口吹气，麦克风进行吹麦检测，酒精传感器对酒精含量进行检测；微处理器通过预设的有效吹麦时间和有效吹麦力度判断吹麦是否成功，如果是，进入下一步，否返回；确定吹麦的时间起点ts和时间终点te；计算吹麦过程酒精含量曲线的变化率；获取吹麦起点对应酒精含量变化率Is；获取吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im；判断差值Im?Is是否大于设定的阈值Ith，如果是，则报警，否则安全提示；判断是否继续使用测试装置，如果是则返回使用，否则结束，关闭设备。利用酒精传感器的响应曲线变化率定性判断被测者是否酒驾，可以快速判断、不受环境的影响。
【专利说明】
快速酒精定性信号处理方法以及初测装置
技术领域
[0001]本发明涉及酒精检测技术领域，具体涉及快速酒精定性信号处理方法以及初测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国经济的高速发展，全国机动车保有量以及机动车驾驶人数不断增加，由此导致道路交通事故居高不下，据统计50%以上的交通事故与酒后驾驶有关。与此同时，中国传统的酒文化盛行，随着酒驾入刑的实施，对机动车驾驶人员是否酒后驾驶的判断成为交通执法工作的重点和难点。在这样的强烈应用需求背景下，各种现场执法的酒精检测装置应运而生。
[0003]目前我国交通警察现场执法普遍使用呼气式酒精检测技术。呼气式酒精检测技术主要分为半导体、电化学(燃料电池)、红外线光谱、比色和气体色谱这五类。由于造价、使用环境的要求和便携性等因素的影响，道路交通现场执法中主要使用半导体、电化学和红外线光谱三种类型的检测技术。
[0004]在常用的酒精检测技术中，半导体酒精测试仪一般采用特殊半导体的气敏特性检测酒精，当被测气体中酒精浓度增加时会导致其电阻值下降，最终通过可检测的电压变化的形式体现。但是，传统的半导体酒精测试仪受工作环境温度影响很大，也会受环境中其它敏感气体的干扰。电化学传感器利用酒精在燃料电池表面转化成乙酸的过程中形成的电流，通过微小电流的放大检测判断燃料电池消耗的酒精量，从而检测被测气体中的酒精含量。电化学酒精传感器的漂移很大，使用时需要定期校准，使用维护繁琐，而且成本高。红外光谱酒精检测技术利用不同酒精浓度的气体对红外线吸收程度的不同判定被检气体中酒精的含量。
[0005]与此同时，呼气式酒精检测的国家标准中队呼气的连续性和最小呼气量都做了要求:酒检仪应在呼出气体体积大于IL时开始采样，采样时呼出气体的持续时间应大于2.5秒;若呼气过程中出现中断，酒检仪应发出报警信号;呼气流速小于0.lOL/s时，应视为呼气中断。酒检仪必须使用适宜的吹管，当气流速为0.17L/s时，气压应不超过25hPa。在实际执法过程中，被测驾驶员对吹气时间、力度掌握不好，以及传感器本身存在的响应/恢复时间，利用现有仪器的现场酒精检测执法往往费时费力，影响交通。然而，不是所有驾驶人员都需要进行定量的酒精检测，部分交通民警在执法时也意识到这样的问题，他们尝试采用人工检测(即让被测驾驶员哈一口气在执勤交警手中，交警用鼻子闻的方法)达到快速初步筛查的目的，该方法虽然可以达到快速准确筛查的目的，但驾驶人员可能存在的口臭、食用的刺激性食物会给辛劳的交警带来巨大的身心伤害。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供快速酒精定性信号处理方法以及初测装置，本发明的酒精定性测量，可以实现快速测量的原因是通过酒精含量的变化率进行判断，不需要等待酒精含量稳定后再做出判断，解决了传统的酒精检测设备由于酒精传感器存在较长响应时间，而使测量时间很长的问题，可以快速定性测量并进入下一次测量。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
[0008]快速酒精定性信号处理方法，包括以下步骤:
[0009 ]步骤一、开始，启动装置，进入步骤二；
[0010]步骤二、受测者通过装置吹气口吹气，麦克风进行吹麦检测，同时，酒精传感器开始对酒精含量进行检测，然后进入步骤三；
[0011]步骤三、微处理器检测到有吹麦信号后，所述微处理器通过预设定的有效吹麦时间和有效吹麦力度判断吹麦是否成功，如果是，进入步骤四，如果否，返回步骤二；
[0012]步骤四、所述微处理器确定吹麦的时间起点ts和时间终点te，进入步骤五；
[0013]步骤五、所述微处理器计算从吹麦时间起点ts到时间终点te中酒精含量曲线的变化率，并进入步骤六；
[0014]步骤六、获取吹麦起点对应酒精含量变化率Is，进入步骤七；
[0015]步骤七、获取吹麦起点到吹麦终点过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im，并进入步骤八；
[0016]步骤八、判断吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值与吹麦起点酒精含量变化率的差值IfIs是否大于设定的阈值Ith，如果是，则进入步骤九，否则进入步骤十；
[0017]步骤九、蜂鸣器发出急促的报警声，LED发出闪烁红光，报警结束后，进入步骤十 ，
[0018]步骤十、蜂鸣器发出长音作为安全提示音，LED发出闪烁的绿光，提示结束后，进入步骤^^一;
[0019]步骤十一、判断是否继续使用测试装置，如果是则返回步骤二，否则进入步骤十-* *
[0020]步骤十二、结束，关闭设备。
[0021]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，一种初测装置，初测装置包括:
[0022]麦克风，所述麦克风用于接收受测者的吹起过程，获取吹麦信号，并将吹麦信号传输至微处理器；
[0023]酒精传感器，所述酒精传感器连接至所述微处理器，所述酒精传感器用于检测空气中酒精含量；
[0024]蜂鸣器，所述蜂鸣器连接至所述微处理器，所述蜂鸣器用于发出提示声音或报警声音；
[0025]LED，所述LED连接至所述微处理器，所述LED用于发出光提示或者光报警信号；
[0026]所述微处理器为所述初测装置的处理中心，所述微处理器用于处理来自所述麦克风的吹麦信号和来自所述酒精传感器的酒精含量信号。
[0027]在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述麦克风获取吹麦检测信号，所述酒精传感器获取酒精含量信号，所述微处理器获取所述吹麦检测信号和所述酒精含量信号后，确定吹麦的时间起点ts和时间终点U，计算吹麦时间起点到时间终点过程中酒精含量曲线的变化率，所述微处理器分别获取吹麦起点对应的酒精含量变化率Is和吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im，所述微处理器判断吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值与吹麦起点酒精含量变化率的差值If Is是否大于设定的阈值Ith，所述蜂鸣器与所述LED根据Im-1s是否大于设定的阈值Ith的情况发出不同声光提示。
[0028]本发明的有益效果是:
[0029]其一、本发明的酒精定性测量，可以实现快速测量的原因是通过酒精含量的变化率进行判断，不需要等待酒精含量稳定后再做出判断，解决了传统的酒精检测设备由于酒精传感器存在较长响应时间，而使测量时间很长的问题，可以快速定性测量并进入下一次测量。
[0030]其二、本发明的快速酒精定性信号处理方法，不受环境的干扰，例如，在酒驾检测过程中，同车其他人饮酒会导致车内空气酒精含量过高的情况，环境中的酒精同样会被酒精传感器检测到，本发明通过变化率的检测判断，可以避免环境中酒精含量的干扰，无论被测者吹麦的过程是环境导致的传感器响应阶段、饱和平稳阶段还是恢复阶段，由被测者吹气产生的酒精响应变化率的变化基本可以保持与被测者所吹气体酒精含量成正相关，因此，不会受到环境的干扰，检测准确度高。
[0031]其三、本发明通过吹麦过程判断被测者是否成功吹气，成功吹气的时间和吹气量需求较低，能够快速判断。
[0032]其四、本发明利用酒精传感器的响应曲线的变化率的变化定性判断被测者是否酒驾，可以快速判断而不受环境的影响，解决现场酒后驾驶交通违法行为检查中存在的传统仪器检测耗时费力，人工筛查影响交警身心健康的问题。
[0033]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0035]图1是本发明的方法流程图；
[0036]图2是本发明的初测装置原理图；
[0037]图3是环境中不含酒精，被测者吹气含有酒精的情况下，酒精传感器响应曲线图；
[0038]图4是图3中对应的变化率曲线图；
[0039]图5是环境中含有酒精，被测者吹气含有酒精的情况下，吹气过程在环境酒精响应阶段，酒精传感器的响应曲线图；
[0040]图6是图5中的对应的变化率曲线图；
[0041]图7是环境中含有酒精，被测者吹气含有酒精的情况下，吹气过程中在环境酒精饱和平稳阶段，酒精传感器的响应曲线图；
[0042]图8是图7中的对应的变化率曲线图；
[0043]图9是环境中含有酒精，被测者吹气含有酒精的情况下，吹气过程中在环境酒精的恢复阶段，酒精传感器的响应曲线图；
[0044]图10是图9中对应的变化率曲线图。
【具体实施方式】
[0045]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]实施例1
[0047]参照图1所示，本实施例中公开了一种快速酒精定性信号处理的方法，该方法包括以下具体步骤:
[0048]步骤一、开始，启动装置，进入步骤二；
[0049]步骤二、受测者通过装置吹气口吹气，麦克风进行吹麦检测，同时，酒精传感器开始对酒精含量进行检测，然后进入步骤三；
[0050]步骤三、微处理器检测到有吹麦信号后，上述微处理器通过预设定的有效吹麦时间和有效吹麦力度判断吹麦是否成功，如果是，进入步骤四，如果否，返回步骤二；
[0051 ] 步骤四、上述微处理器确定吹麦的时间起点ts和时间终点te，进入步骤五；
[0052]步骤五、上述微处理器计算从吹麦时间起点ts到时间终点te中酒精含量曲线的变化率，并进入步骤六；
[0053]步骤六、获取吹麦起点对应酒精含量变化率Is，进入步骤七；
[0054]步骤七、获取吹麦起点到吹麦终点过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im，并进入步骤八；
[0055]步骤八、判断吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值与吹麦起点酒精含量变化率的差值Im-1s是否大于设定的阈值Ith，如果是，则进入步骤九，否则进入步骤十；
[0056]步骤九、蜂鸣器发出急促的报警声，LED发出闪烁红光，报警结束后，进入步骤十 ，
[0057]步骤十、蜂鸣器发出长音作为安全提示音，LED发出闪烁的绿光，提示结束后，进入步骤^^一;
[0058]步骤十一、判断是否继续使用测试装置，如果是则返回步骤二，否则进入步骤十-* *
[0059]步骤十二、结束，关闭设备。
[0060]上述酒精定性测量方法，可以实现快速测量的原因是通过酒精含量的变化率进行判断，不需要等待酒精含量稳定后再做出判断，解决了传统的酒精检测设备由于酒精传感器存在较长响应时间，而使测量时间很长的问题，可以快速定性测量并进入下一次测量。
[0061]实施例1中的方法比传统的酒精检测方法具有优越性，具体原因如下:
[0062]传统的酒精含量检测装置检测时间较长的一个重要原因是，酒精传感器存在较长的响应时间，只有响应过程结束后才显示酒精含量，同时酒精传感器的恢复时间较长，只有恢复后才可以进行下一次测量。
[0063]实施例1中的酒精定性测量可以实现快速测量的原因是通过酒精含量的变化率进行判断，不需要等待酒精含量稳定后再做判断。
[0064]实施例1的方法不受环境的干扰，比如在酒驾检测中，同车人饮酒导致车内空气酒精含量过高，环境中的酒精同样被酒精传感器检测到，实施例1是通过酒精含量的变化率来判断检测结果，能够有效避免环境干扰。
[0065]在吹麦检测过程中，如图3-10所示，通过图3与图4对比，图5与图6对比，图7与图8对比，图9与图10对比，不论被测者吹麦过程中，在环境酒精因素下导致的酒精传感器的响应阶段、饱和平稳阶段还是恢复阶段，由被测者吹气产生的酒精响应变化率的变化基本可以保持与被测者所吹气的酒精含量成正相关。因此，图3-10可以清晰地表明，通过变化率检测判断，能够有效地避免环境酒精的干扰。
[0066]并且，实施例1中通过吹麦的过程判断，判断驾驶人员是否成功吹麦，成功吹麦的时间和吹气量在整个方法中要求较低，麦克风和酒精传感器的灵敏度较高，能够快速判断，提尚了检测判断的效率。
[0067]实施例2
[0068]实施例2中公开了一种初测装置，该装置能够实现实施例1中的方法，如图2中所示，该装置主要有以下几部分:
[0069]麦克风，上述麦克风用于接收受测者的吹起过程，获取吹麦信号，并将吹麦信号传输至微处理器。
[0070]酒精传感器，上述酒精传感器连接至上述微处理器，上述酒精传感器用于检测空气中酒精含量。
[0071]蜂鸣器，上述蜂鸣器连接至上述微处理器，上述蜂鸣器用于发出提示声音或报警声音。
[0072]LED，上述LED连接至上述微处理器，上述LED用于发出光提示或者光报警信号。
[0073]上述微处理器为上述初测装置的处理中心，上述微处理器用于处理来自上述麦克风的吹麦信号和来自上述酒精传感器的酒精含量信号。
[0074]实施例2中的初测装置的工作原理:上述麦克风获取吹麦检测信号，上述酒精传感器获取酒精含量信号，上述微处理器获取上述吹麦检测信号和上述酒精含量信号后，确定吹麦的时间起点ts和时间终点L，计算吹麦时间起点到时间终点过程中酒精含量曲线的变化率，上述微处理器分别获取吹麦起点对应的酒精含量变化率Is和吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im，上述微处理器判断吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值与吹麦起点酒精含量变化率的差值If Is是否大于设定的阈值Ith，上述蜂鸣器与上述LED根据Im-1s是否大于设定的阈值Ith的情况发出不同声光提示。
[0075]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.快速酒精定性信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、开始，启动装置，进入步骤二； 步骤二、受测者通过装置吹气口吹气，麦克风进行吹麦检测，同时，酒精传感器开始对酒精含量进行检测，然后进入步骤三； 步骤三、微处理器检测到有吹麦信号后，所述微处理器通过预设定的有效吹麦时间和有效吹麦力度判断吹麦是否成功，如果是，进入步骤四，如果否，返回步骤二； 步骤四、所述微处理器确定吹麦的时间起点ts和时间终点te，进入步骤五； 步骤五、所述微处理器计算从吹麦时间起点ts到时间终点te中酒精含量曲线的变化率，并进入步骤六； 步骤六、获取吹麦起点对应酒精含量变化率Is，进入步骤七； 步骤七、获取吹麦起点到吹麦终点过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im，并进入步骤八； 步骤八、判断吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值与吹麦起点酒精含量变化率的差值Im-1s是否大于设定的阈值Ith，如果是，则进入步骤九，否则进入步骤十； 步骤九、蜂鸣器发出急促的报警声，LED发出闪烁红光，报警结束后，进入步骤十一；步骤十、蜂鸣器发出长音作为安全提示音，LED发出闪烁的绿光，提示结束后，进入步骤i^一； 步骤十一、判断是否继续使用测试装置，如果是则返回步骤二，否则进入步骤十二； 步骤十二、结束，关闭设备。2.一种初测装置，其完成权利要求1所述的快速酒精定性信号处理方法，其特征在于，初测装置包括: 麦克风，所述麦克风用于接收受测者的吹起过程，获取吹麦信号，并将吹麦信号传输至微处理器； 酒精传感器，所述酒精传感器连接至所述微处理器，所述酒精传感器用于检测空气中酒精含量； 蜂鸣器，所述蜂鸣器连接至所述微处理器，所述蜂鸣器用于发出提示声音或报警声音； LED，所述LED连接至所述微处理器，所述LED用于发出光提示或者光报警信号； 所述微处理器为所述初测装置的处理中心，所述微处理器用于处理来自所述麦克风的吹麦信号和来自所述酒精传感器的酒精含量信号。3.根据权利要求2所述的初测装置，其特征在于，所述麦克风获取吹麦检测信号，所述酒精传感器获取酒精含量信号，所述微处理器获取所述吹麦检测信号和所述酒精含量信号后，确定吹麦的时间起点ts和时间终点U，计算吹麦时间起点到时间终点过程中酒精含量曲线的变化率，所述微处理器分别获取吹麦起点对应的酒精含量变化率Is和吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值Im，所述微处理器判断吹麦过程中酒精含量曲线变化率的最大值与吹麦起点酒精含量变化率的差值If Is是否大于设定的阈值Ith，所述蜂鸣器与所述LED根据Im-1s是否大于设定的阈值Ith的情况发出不同声光提示。
【文档编号】G01N33/48GK105954504SQ201610378931
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】夏振平
【申请人】苏州科技学院