31.03.21

[Домашняя]

Все прекрасно знают, что ДТП с участием пьяных водителей обычно имеют очень тяжёлые последствия. Поэтому контроль степени опьянения водителя — важная и необходимая мера. Предлагаемый алкотестер как раз и предназначен для самоконтроля водителя. Как известно, есть два способа измерить концентрацию алкоголя в организме человека — анализ крови и анализ выдыхаемого воздуха. Соотношение концентраций алкоголя в крови и выдыхаемом воздухе определяется разностью плотности этих сред и колеблется от 1:1300 до 1:3000. Это означает, что такое же количество алкоголя, как и в 1 см3 крови, в среднем содержится в 2150 см3 выдыхаемого воздуха. Напомним, как определяется в [1] допустимое содержание алкоголя, при котором можно управлять транспортным средством: "...наличие абсолютного этилового спирта в концентрации, превышающей возможную суммарную погрешность измерений, а именно 0,16 миллиграмма на один литр выдыхаемого воздуха". Используя соотношение 1:2150, получаем, что 0,16 мг/л алкоголя в выдыхаемом воздухе соответствует 0,344 г/л в крови, что в быту обычно называют "0,3 промилле". Схема алкотестера изображена на рисунке.

В нём использован двухэлектродный электрохимический датчик паров этилового спирта МЕЗА-СгН5ОН [2]. Он представляет собой источник тока, значение которого линейно зависит от концентрации паров этилового спирта в окружающем воздухе. Крутизна характеристики датчика — 12±4 мкА/мг/л. Максимальная измеряемая концентрация — 1 мг/л. ОУ с токовой обратной связью (трансимпедансный усилитель) DA1 преобразует ток датчика в напряжение. К выходу преобразователя тока в напряжение подключён PV1 — панельный цифровой вольтметр с ЖКИ РМ-428 (0—1999 мВ). При указанных на схеме номиналах резисторов прибор может быть отрегулирован подстроечным резистором R2 так, что концентрации паров этилового спирта в миллиграммах на литр будут соответствовать показания вольтметра в вольтах. Например, при 0,16 мг/л он покажет 160 мВ. Так как применённый датчик имеет значительный разброс крутизны преобразования (от 8 до 16 мкА/мг/л), изготовленный алкотестер необходимо калибровать по показаниям образцового сертифицированного прибора. Можно измерять концентрацию паров спирта и в промилле. Для этого потребуется лишь изменить номиналы резисторов. Используя двухпозиционный переключатель резисторов, можно ввести в прибор два предела измерения. Чтобы предотвратить поляризацию датчика, при выключенном питании его выводы должны быть соединены между собой. Для этого предназначен р-канальный полевой транзистор VT1, открытый в отсутствие напряжения между затвором и истоком. Изгибать и паять выводы датчика недопустимо.

МЕЗА-С2Н5ОН Alcohol Sensor. — URL: http://http://www.sensor-test.de/ ausstellerbereich/upload/mnpdf/en/ ME3AC2H5OH_13.pdf (03.05 16).

Радио №6 2017г стр. 46