專利名稱：乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種判斷待測(cè)人員是否飲酒超標(biāo)的呼出氣體酒精含量探測(cè)器，特別是涉及一種鐵路乘務(wù)人員出乘飲酒檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制的裝置。
為了適應(yīng)鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，鐵路系統(tǒng)現(xiàn)在都圍繞“管理”這個(gè)主題深入地開(kāi)展了許多工作。目前，機(jī)務(wù)系統(tǒng)在乘務(wù)管理中已經(jīng)部分實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化管理，各機(jī)務(wù)段均架設(shè)了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，這為其它管理工作的微機(jī)化也提供了條件。在乘務(wù)管理中，司乘人員出乘時(shí)的飲酒檢測(cè)管理長(zhǎng)期以來(lái)一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，而這往往也形成了漏洞，造成了鐵路行車重大事故，這在不少機(jī)務(wù)段都有記錄。在列車大提速的今天，司乘人員的飲酒出乘問(wèn)題已經(jīng)成為危及鐵路行車安全的重大隱患。這個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)未能得到有效的解決，主要有幾個(gè)原因一是沒(méi)有方便實(shí)用且檢測(cè)效果理想的檢測(cè)儀器。二是檢測(cè)管理手段落后，手工管理使飲酒檢測(cè)成為擺設(shè)，得不到有效的實(shí)施。在機(jī)務(wù)段全面實(shí)施出勤微機(jī)打卡記錄、管理的情況下，機(jī)務(wù)段迫切需要一套能與出勤打卡管理系統(tǒng)配套的飲酒檢測(cè)微機(jī)管理系統(tǒng)。
以往飲酒檢測(cè)的方法是采用呼氣式酒精測(cè)試儀手工抽查、人工監(jiān)督。酒精測(cè)試儀使用負(fù)載電阻與傳感器串聯(lián)方式檢測(cè)，由于傳感器存在連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用零點(diǎn)漂移問(wèn)題，在長(zhǎng)年不間斷連續(xù)工作的條件下，零點(diǎn)漂移問(wèn)題的影響日益突出，誤報(bào)現(xiàn)象頻繁發(fā)生。此外，酒精測(cè)試儀不能與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)連接，不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控。
本實(shí)用新型的目的是提供一種乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置，它能夠長(zhǎng)年不間斷連續(xù)使用，解決長(zhǎng)時(shí)間使用傳感器零點(diǎn)漂移問(wèn)題，能與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)連接，檢測(cè)過(guò)程計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控，并且解決環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)的干擾。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置，它包括檢測(cè)探頭，計(jì)算機(jī)接口，計(jì)算機(jī)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)本裝置能解決長(zhǎng)時(shí)間使用傳感器零點(diǎn)漂移問(wèn)題，使得該裝置裝置性能穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)年不間斷連續(xù)使用。
2)本裝置能解決環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)的干擾，使得該裝置不需要苛刻的檢測(cè)環(huán)境，在不同溫度以及環(huán)境中存在煙霧等干擾氣體的情況下，本裝置仍然能工作正常。
3)檢測(cè)探頭通過(guò)計(jì)算機(jī)接口卡由計(jì)算機(jī)直接供電，不需外界電源，使得探頭體積小，安裝使用非常方便。
4)本裝置能檢測(cè)吹氣信號(hào)，避免待測(cè)人員不吹氣漏檢。其它測(cè)酒器需要人工監(jiān)督，有待測(cè)人員不吹氣漏檢情況。
5)本裝置的硬件自檢故障診斷程序在檢測(cè)開(kāi)始前會(huì)自動(dòng)檢測(cè)硬件工作是否正常，在硬件發(fā)生故障時(shí)，能報(bào)告故障位置和類型。
6)本裝置能與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)連接，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)過(guò)程的計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控。
7)管理軟件能對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，輸出規(guī)范的檢測(cè)報(bào)表。
8)控制軟件能與已有的各種出勤系統(tǒng)對(duì)接，直接對(duì)飲酒超標(biāo)人員實(shí)施控制禁止出勤上崗。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖1是硬件裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是裝置的檢測(cè)探頭部分放大結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是裝置的計(jì)算機(jī)接口卡部分放大結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是裝置的檢測(cè)流程圖。
圖5是檢測(cè)探頭的吹氣響應(yīng)部分電路原理圖。
圖6是檢測(cè)探頭的酒精信號(hào)檢測(cè)部分電路原理圖。
圖7是檢測(cè)探頭的信號(hào)處理部分電路原理圖。
圖8是檢測(cè)探頭的數(shù)據(jù)鎖存部分電路原理圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。
本乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置分為檢測(cè)探頭、微機(jī)接口卡、管理控制軟件三部分。軟件由硬件自檢故障診斷程序、檢測(cè)管理程序和控制程序三部分組成。
檢測(cè)探頭采用雙傳感器由恒流源供電，一路用于酒精含量檢測(cè)，一路暴露于空氣之中，用于平衡零點(diǎn)漂移問(wèn)題和消除環(huán)境因素的影響。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化或者存在干擾氣體時(shí)，兩路傳感器都將發(fā)生同樣的變化，通過(guò)信號(hào)的差分運(yùn)算，可以將原來(lái)的單只傳感器受到的環(huán)境影響和零點(diǎn)漂移問(wèn)題消除。另外，在模數(shù)轉(zhuǎn)換后增加了數(shù)據(jù)鎖存單元，通過(guò)計(jì)算機(jī)接口卡與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)連接，控制軟件根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制已有的出勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。
在圖1中，裝置的工作原理是檢測(cè)探頭1通過(guò)電纜與計(jì)算機(jī)接口卡2連接，計(jì)算機(jī)接口卡2插在計(jì)算機(jī)3的擴(kuò)展槽中，計(jì)算機(jī)3與打印機(jī)4相連。檢測(cè)探頭1對(duì)待測(cè)人員的吹氣指示信號(hào)和酒精含量信號(hào)進(jìn)行處理并聲光顯示檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算機(jī)3通過(guò)計(jì)算機(jī)接口卡2獲得檢測(cè)探頭1的檢測(cè)結(jié)果，打印機(jī)4輸出檢測(cè)結(jié)果。
在圖2中，檢測(cè)探頭1完成待測(cè)人員的吹氣指示信號(hào)和酒精含量信號(hào)的檢測(cè)。吹氣指示信號(hào)檢測(cè)的工作原理是吹氣傳感器5獲得待測(cè)人員的吹氣指示信號(hào)，觸發(fā)風(fēng)扇啟動(dòng)延時(shí)單元6啟動(dòng)風(fēng)扇抽取采樣氣體，吹氣指示單元7聲光顯示提示吹氣。酒精含量信號(hào)檢測(cè)的工作原理是恒流源A17產(chǎn)生恒定電流流過(guò)暴露于空氣中的酒精傳感器A16，酒精傳感器A16輸出空氣中的響應(yīng)信號(hào)；恒流源B14產(chǎn)生恒定電流流過(guò)暴露于測(cè)試氣體中的酒精傳感器B15，酒精傳感器B15輸出測(cè)試氣體中的響應(yīng)信號(hào)；運(yùn)算放大器13對(duì)上述兩路信號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算輸出排除干擾后的酒精含量信號(hào)，此信號(hào)一路經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器18轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在顯示器8上顯示并鎖存在數(shù)據(jù)鎖存單元9中，另一路在比較器11中與基準(zhǔn)源12產(chǎn)生的預(yù)設(shè)報(bào)警閾值進(jìn)行比較，報(bào)警指示單元10聲光顯示報(bào)警。
在圖3中，接口卡的工作原理是檢測(cè)探頭1輸出的模擬信號(hào)經(jīng)多路選擇單元20選擇后輸出至采樣保持器19，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元25啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器21將采樣保持器19的采樣結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元23；檢測(cè)探頭1中數(shù)據(jù)鎖存單元9鎖存的數(shù)字信號(hào)經(jīng)光電隔離單元27光電隔離后，鎖存到接口卡的數(shù)據(jù)鎖存單元24中，再輸出至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元23；計(jì)算機(jī)3通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元23獲得檢測(cè)探頭1的檢測(cè)結(jié)果。電源變換器26從計(jì)算機(jī)3的擴(kuò)展槽中獲得電源，變換成檢測(cè)探頭1所需的電源給檢測(cè)探頭1供電。
在圖5、圖6、圖7、圖8中U1～4為CD4042；U5～8為CD4175；U9，U13為L(zhǎng)M336；U10為CD4511；U11，U17為酒精傳感器MICS-3110；U12，U16為L(zhǎng)M234；U14為NE555；U18為L(zhǎng)M317T；U19為7135；U20為MC1413；U21為MC1403；U22為L(zhǎng)M7905CT；U23為4位數(shù)碼管；U25為L(zhǎng)M324；U26為CD4049；U27為L(zhǎng)M339；檢測(cè)探頭由吹氣響應(yīng)、酒精信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)鎖存四部分組成。
吹氣響應(yīng)部分包括吹氣傳感器電路L1，R28，R11；風(fēng)扇啟動(dòng)延時(shí)電路U14，P5，E8，C6，R12，N1，CZ1；吹氣指示電路R21，R22，L2，N2，R24，N3，B2。吹氣傳感器獲得的吹氣信號(hào)觸發(fā)延時(shí)電路啟動(dòng)風(fēng)扇抽取采樣氣體。
酒精信號(hào)檢測(cè)部分包括恒流源17包括U16，R29，P6；暴露于空氣中的酒精傳感器電路U17，R31，R10，R9，R8，R7，U25B；恒流源14包括U12，R20，P3；暴露于測(cè)試氣中的酒精傳感器電路U11，R19，R6，R5，R4，R3，U25C；信號(hào)調(diào)理基準(zhǔn)源電路U9，R18，E7，C5，P2，P9；信號(hào)調(diào)理電路R13，R14，R15，R16，R17，R44，U25A，P1。測(cè)試氣體中的酒精信號(hào)和空氣中的平衡信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器分別調(diào)理后，再經(jīng)運(yùn)算放大器差分運(yùn)算調(diào)理后輸出驅(qū)除干擾后的酒精含量檢測(cè)信號(hào)。
信號(hào)處理部分包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路U19，C7，C8，C9，C12，R32，R33，R34；模數(shù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)源電路U21，P8，U22，E5，C11；模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘電路U26B～C，R42，R43，C13；顯示電路U10，U20，U23，U26A；比較器基準(zhǔn)源電路U13，R26，E9，C10，P4比較電路U27A，R45；聲光報(bào)警電路N4，R25，R27，L3，N5，R23，B1。前述酒精信號(hào)檢測(cè)部分輸出的酒精含量檢測(cè)信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后在4位數(shù)碼管上數(shù)字顯示酒精含量，并通過(guò)比較器與預(yù)設(shè)報(bào)警閾值比較，報(bào)警電路指示檢測(cè)結(jié)果。
數(shù)據(jù)鎖存部分包括數(shù)據(jù)鎖存器U1～4；數(shù)據(jù)緩沖器U5～8。前述信號(hào)處理部分中模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果在各自輸出周期內(nèi)分別鎖存到數(shù)據(jù)鎖存器中，在模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后由數(shù)據(jù)緩沖器輸出至計(jì)算機(jī)接口卡。
權(quán)利要求1.乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置，其特征是它包括檢測(cè)探頭(1)，計(jì)算機(jī)接口(2)，計(jì)算機(jī)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置，其特征是所述的檢測(cè)探頭(1)由吹氣響應(yīng)、酒精信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)鎖存組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置，其特征是所述的吹氣響應(yīng)部分包括吹氣傳感器電路(L1，R28，R11)，風(fēng)扇啟動(dòng)延時(shí)電路(14，P5，E8，C6，R12，N1，CZ1)，吹氣指示電路(R21，R22，L2，N2，R24，N3，B2)；所述的酒精信號(hào)檢測(cè)部分包括恒流源17(U16，R29，P6)，暴露于空氣中的酒精傳感器電路(U17，R31，R10，R9，R8，R7，U25B)，恒流源14(12，R20，P3)，暴露于測(cè)試氣中的酒精傳感器電路(U11，R19，R6，R5，R4，R3，U25C)，信號(hào)調(diào)理基準(zhǔn)源電路(U9，R18，E7，C5，P2，P9)，信號(hào)調(diào)理電路(13，R14，R15，R16，R17，R44，U25A，P1)；所述的信號(hào)處理部分包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(U19，C7，C8，C9，C12，R32，R33，R34)，模數(shù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)源電路(U21，P8，U22，E5，C11)，模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘電路(U26B～C，R42，R43，C13)，顯不電路(U10，U20，U23，U26A)，比較器基準(zhǔn)源電路(U13，R26，E9，C10，P4)比較電路(U27A，R45)，聲光報(bào)警電路(N4，R25，R27，L3，N5，R23，B1)；所述的數(shù)據(jù)鎖存部分包括數(shù)據(jù)鎖存器(U1～4)；數(shù)據(jù)緩沖器(U5～8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置，其特征是所述的U1～4為CD4042；U5～8為CD4175；U9，U13為L(zhǎng)M336；U10為CD4511；U11，U17為酒精傳感器MICS-3110；U12，U16為L(zhǎng)M234；U14為NE555；U18為L(zhǎng)M317T；U19為7135；U20為MC1413；U21為MC1403；U22為L(zhǎng)M7905CT；U23為4位數(shù)碼管；U25為L(zhǎng)M324U26為CD4049；U27為L(zhǎng)M339。
專利摘要乘務(wù)員飲酒檢測(cè)控制裝置,其特征是:它包括檢測(cè)探頭,計(jì)算機(jī)接口,計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型能夠長(zhǎng)年不間斷連續(xù)使用,解決長(zhǎng)時(shí)間使用傳感器零點(diǎn)漂移問(wèn)題,能與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)連接,檢測(cè)過(guò)程計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控,并且解決環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)的干擾。
文檔編號(hào)G01N27/12GK2484559SQ0123124
公開(kāi)日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2001年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月10日
發(fā)明者王祥, 周永海, 陳世勇 申請(qǐng)人:哈爾濱鐵路局齊齊哈爾科學(xué)技術(shù)研究所