專利名稱：一種高穩定性的司機飲酒檢測控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于監測氣體的報警控制裝置。
司機、高空作業的建筑工人以及其他行業的操作人員，在酒后進行各種生產操作，勢必給生產帶來損失，甚至于造成人身傷亡事故。由于汽車司機在酒后開車所產生的交通事故，已經給社會帶來了很大的危害。為了能有效地控制司機在酒后開車，以便減少交通事故，保護人民生命財產的安全和建立安定的社會秩序，人們研究了各種監測酒類氣體的裝置。如1983年J.Simo提出了《呼吸分析器的聯鎖裝置》(美國專利US462815)，他采用了復雜的測溫，A／D變換和微機系統，但他所采用的氣敏元件受環境溫度的影響很大，并且裝置的結構復雜，造價昂貴。在國內也有人提出過結構比較簡單的報警控制裝置，如溫逸仙提出的《司機飲酒控制器》(申請號 88206360)。該裝置主要由氣敏操頭，電橋、比較電路及報警控制等電路所組成。這種裝置雖然性能優良，結構簡單，造價低廉，已廣泛地被安裝在各類汽車上，對司機酒后開車產生了有效的報警及控制作用。但是，該裝置在接通汽車電源之后，由于氣敏探頭的電阻RX和加熱絲M有一個予熱的時間過程才能使氣敏探頭處于穩定的工作狀態。在這一予熱的時間過程中，整機處在不穩定狀態，因此報警也是不準確的，盡管這一時間過程很短，但仍可能出現錯誤報警的問題。
因此，本實用新型的目的在于提出一種控制氣敏探頭始終處于穩定工作狀態的技術，從而可以對司機酒后開車作出快速、準確的報警并控制汽車起動。
本實用新型的主要結構如
圖1所示，控制器所使用的電源(V)是汽車點火器的12伏直流電源。電容C1和二極管D2是起電源的穩壓作用。當開關K開啟時，它們可以使集成電路C和D工作在穩定電壓的狀態。當開關K閉合時，它們對整電路產生穩壓作用，集成電路C可以采用CW7805，其工作方式為正電壓輸入，提供正電壓輸出，對氣敏探頭加熱絲M提供固定的5伏穩定電壓。集成電路D是負電壓輸入，提供負電壓輸出，為整機電路提供固定的負12伏穩定電壓。它可以使用CW7912。因此，當開關K開啟時，由汽車點火電源提供的直流電壓，通過二極管D2，電容C1，集成電路C和D，就能使氣敏探頭處于正常的工作狀態，從而保證了當開關K一旦閉合，整機就能處于正常的監測，報警和控制狀態。這就避免了已有技術中對氣敏探頭的電阻RX和加熱絲M的予熱時間過程。達到及時，準確報警和控制汽車起動的目的。
R3和R4為運算放大器(A)提供正輸入電壓，電阻R1、R2、電位器(W)和氣敏電阻RX為運算放大器(A)提供負輸入電壓。運算放大器(A)的接法構成集成電壓比較器。電阻R5和R6值決定于晶體管BG1的基極電流Ib的大小，一般情況下電阻R6選得較大，Ib近似由Rb決定。晶體管BG1為繼電器(J)線圈提供電流。晶體管BG1，可以是普通的PNP小功率管。電阻R7和R8為集成音樂塊提供電源。音樂塊、晶體管BG2和揚聲器(y)構成聲音報警裝置。繼電器(J)不吸合，汽車點火電源接通，沒有聲音報警；繼電器(J)吸合時，點火電源斷開，發出聲音報警。在
圖1中發光二極管D3發光表示報警，不發光則表示安全或控制器不工作；發光二極管在電路中，可以有不同的連接方法。D3可以由多個、不同數目和不同顏色的發光管組成。
電源接通，控制器工作時，探頭加熱絲M被加熱，電阻RX隨敏感氣體的濃度變化，敏感氣體濃度越高時，電阻RX的阻值越小。當敏感氣體濃度超過所設定的報警閾值時，運算放大器(A)的差模輸入電壓小于零，晶體管BG1工作，繼電器(J)吸合，發出聲音報警，同時打開制動信號燈、切斷點火電源。報警閾值由電位器(W)滑動臂的位置決定。適當選擇電位器(W)的全阻值和電阻R1、R2、R3R4的大小，可以使報警閾值被定為任意大小。安裝在P點和S點之間的點火開關K控制汽車是否啟動。
本實用新型采用對乙醇氣體選擇性好、靈敏度高的氣敏半導體器件作探頭，加上合理的電路設計，尤其是采用了集成電壓比較器，使整機對酒精也有很好的選擇性。整機的靈敏度通過選擇電路電阻R1、R2、RW、R3、和R4等元件參數最低報警閾值可以達到零值，最高報警閾值也可以達到任意大。這里使用的氣敏電阻在250℃左右高溫條件下工作，所以受環境溫度變化的影響很小，不必加溫度補償系統，從而克服了已有技術中存在的問題。可以看到，本實用新型設計合理、結構簡單、性能可靠、造價低廉，適于安裝在各類汽車上使用。
如果采用的氣敏探頭對煙霧(如香煙)也敏感，則本裝置也能起到禁止車內吸煙的作用。這對于提倡不吸煙、保護人體健康有極大的好處。氣敏探頭對其它可燃性氣體(如汽油等)也有反應，所以對保證車內衛生、防火也有好處。因此，根據不用的用途，來調整不同的閾值。
將本實用新型的探頭與電路部分組合在一起，即構成手執式酒精檢測器；采用對敏感氣體選擇性不同的氣敏探頭，本實用新型還可以在其它場所(如煤氣檢漏等)作可燃性氣體檢測、控制器使用。
實施本實用新型時，也可以將電路部分、探頭、揚聲器和發光管分開裝置。電路部分裝在車內、不暴露，探頭裝在車內離司機較近、易于感覺到司機呼吸的位置(如方向盤前)，揚聲器也裝在車內適當的位置，發光管可以裝在車內也可裝在車外。電源火線和控制點火器的控制線串接在點火開關K和點火線圈之間。
本實用新型還可以通過簡單地改變電源供電方式和控制電路，制造成手提式測酒氣，從而可以更廣泛地適用于對從事交通、建筑業的高空作業以及其他行業的操作人員飲酒狀況進行準確的檢測。
圖1為本實用新型的電路原理圖。電阻R1由電源電壓(V)，氣敏探頭加熱絲的電阻r和最佳工作電流IC決定，選用電阻R1＝ (V)/(IC) －r。以下元件選擇以電壓V＝12 伏考慮。電阻R1＝R2＝200Ω；電阻R4＝10KΩ；設在潔凈空氣中RX大小為RX0，則當電位器(W)的全阻值 RW≥(0.4+0.2RX0-0.2)]]>、電阻R3＝2／0.4+0.2RX0]]>(其中RX0、RW、R3的單位都為KΩ)時，報警閾值可以任意(0～∞之間，但在一般情況下并不需要這樣大的范圍)選擇；運算放大器(A)根據電源(V)選用普通的運算放大器；電阻R3＝(V－Vmin)·hFE／1.5I0，式中Vmin是運算放大器(A)的低輸出電壓，hFE是BG1的直流電流放大倍數，I0是繼電器(J)的吸合電流；晶體管BG1可以選用低頻小功率PNP型三極管；繼電器(J)選用吸合電流小，線圈直流電阻小而且壽命長的繼電器，也可以選用可控硅器件；電阻R7和R8的選用以滿足集成音樂塊對電源的需求標準；晶體管BG2和揚聲器(y)按音樂塊的要求選擇；電阻R10的選擇是為了滿足發光二極管D3對電流的要求，一般選用大于或等于120Ω；二極管D1的作用是保護繼電器(J)線圈。
本實用新型的一個具體實施例可由下面給出氣敏探頭是哈爾濱通江晶體管廠生產的QM－J1型氣敏器件，電阻R1＝R2＝200Ω，電阻RW＝5.1KΩ，電阻R4＝10KΩ，電阻R3＝2KΩ，運算放大器(A)為F007型運算放大器，電阻R6＝5KΩ，電阻R5＝10KΩ，晶體管BG1為3CX200B，繼電器(J)為JRC型繼電器，電阻R8＝1.2KΩ電阻R7＝800Ω，音樂塊為KD9300型，晶體管BG2為3DG6，揚聲器(y)為YD55－3(8Ω，0.25w)型揚聲器。電源電壓V＝12伏本實用新型所采用的各部件都為一般電子工業所通用的元器件。本裝置結構簡單、性能穩定，可以廣泛使用在汽車上。
權利要求1.一種由氣敏探頭，運算放大器A，音樂塊B，晶體管，繼電器J，發光二極管，揚聲器y以及電阻電容所組成的司機飲酒控制裝置，其特征在于它包含有一個開關K，集成電路C和D，穩壓二極管D2，電容C1，發光二極管D3，以及電阻R10所組成。
2.按照權利要求1所說的裝置，其特征在于所說的集成電路C的輸入端2和輸出端3分別連接著氣敏探頭的兩端，并且它是工作在正電壓輸入和正電壓輸出狀態。
3.按照權利要求1所說的裝置，其特征在于所說的電阻R10的阻值是≥120Ω。
4.按照權利要求1所說的裝置，其特征在于所說的開關K是被安裝在電路的P點與S點之間。
專利摘要本實用新型屬于酒精氣體的監測報警控制裝置。它主要由酒敏元件，穩壓電路，比較電路以及報警控制電路所組成。它對酒精氣體反應靈敏，通過對各元器件參數的選擇，可以隨意調整對酒精氣體反應靈敏度，從而可以在各種不同要求的環境里，有效地對司機酒后開車進行及時，準確的報警和控制。本實用新型結構簡單，性能穩定，操作方便，價格低廉。它還可以通過簡單地改變電源供電方式和控制電路，制造成手提式測酒器，從而可以更廣泛地適用于交通、建筑業的高空作業以及其他有類似要求的行業。
文檔編號B60K28/00GK2044944SQ89202820
公開日1989年9月27日 申請日期1989年3月18日 優先權日1989年3月18日
發明者溫逸仙 申請人:溫逸仙