Gerät zur Bestimmung der Alkoholkonzentration des BlutsDevice for determining the alcohol concentration in the blood
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Best. immung der Alkoholkonzentrationdes Bluts, mit einem die Alkoholkonzentration der Atemluft messenden Alkohol-Meßgerätund einer auf den C02-Gehalt der Atemluft ansprechenden C02-Uberwachungseinrichtungmit einer Schwellwertstufe, die ein die Gültigkeit der Alkoholmessung repräsentierendesSignal erzeugt, wenn der C02-Gehalt einen vorbestimmten Wert übersteigt.The invention relates to a device for determining the alcohol concentrationof the blood, with an alcohol measuring device that measures the alcohol concentration in the air we breatheand a CO 2 monitoring device responsive to the CO 2 content of the breathing airwith a threshold level that represents the validity of the alcohol measurementSignal generated when the CO 2 content exceeds a predetermined value.
Ein derartiges Gerät ist aus der US-PS 3 830 630 bekannt.Such a device is known from US Pat. No. 3,830,630.
Bei diesem Gerät wird ausgenutzt, daß die Alkoholkonzentration desBluts in einem festen Verhältnis zur Alkoholkonzentration der Atemluftsteht, wenn die dem Alkohol-Meßgerät zugeführte Atemluft aus den Alveolaren derLunge stammt. Um sicherzugehen, daß es sich um Luft aus den Alveolaren handelt,wird der C02-Gehalt der Atemluft überwacht, da herausgefunden wurde, daß der CO2C02-Gehalt der Atemluft mindestens 4,5 Vol.-% C02 enthält, wenn es sich um Alveolarlufthandelt. Das bekannte Gerät umfaßt eine Brückenschaltung, die in einem ihrer Zweigeeinen C02-empfindlichen Widerstand und in einem ihrer anderen Zweige einen alkqholempfindlichenWiderstand enthält. Die Brücke ist derart dimensioniert, daß der alkoholempfindlicheWiderstand wirksam ist, wenn der C02-empfindliche Widerstand zuvor ausreichend mitCO -2 haltiger Atemluft beaufschlagt wurde, wobei der C02-Gehalt der Atemluft überder vorerwähnten von 4,5 Vol.-% gelegen haben muß. Nachteil des bekannten Gerätsist, daß es über mehrere Atemzüge, beispielsweise 3 bis 5 Atemzüge, hinweg beatmetwerden muß, bevor die Alkoholmessung durchgeführt werden kann.This device takes advantage of the fact that the alcohol concentration of theBlood in a fixed proportion to the alcohol concentrationthe air we breathestands when the breathing air supplied to the alcohol measuring device comes from the alveoli of theLung originates. To make sure it is alveolar air,the C02 content of the breathing air is monitored, since it has been found that the CO2The C02 content of the breathed air contains at least 4.5% by volume of C02 if it is alveolar airacts. The known device comprises a bridge circuit in one of its branchesa C02-sensitive resistor and in one of its other branches an alcohol-sensitive oneContains resistance. The bridge is dimensioned in such a way that the alcohol-sensitiveResistance is effective if the C02-sensitive resistance has been sufficiently used beforehandCO -2-containing breathing air was acted upon, whereby the C02-content of the breathing air overthe aforementioned of 4.5 vol .-% must have been. Disadvantage of the known deviceis that it ventilates over several breaths, for example 3 to 5 breathsbefore the alcohol test can be performed.
Mit Hilfe des bekannten Geräts kann sichergestellt werden, daß dieAlkoholmessung an Alveolarluft durchgeführt wird.With the help of the known device it can be ensured that theAlcohol measurement is carried out in alveolar air.
Der Korrelationsfaktor zwischen der Alkoholkonzentration des Blutsund der Alkoholkonzentration der Atemluft ist aber darüber hinaus auch noch abhängigvon den Diffusionsverhältnissen der Lunge. Personen, deren Blutalkoholkonzentrationbestimmt werden soll, können damit durch Atemmanipulationen das Meßergebnis verfälschen.Beispielsweise kann durch starkes Hyperventilieren vor einer Atemalkoholprobe dieAtemalkoholkonzentration beträchtlich herabgesetzt werden, und zwar auch dann, wenndie Älkoholmessung an Alveolarluft durchgeführt wird. Unter Hyperventilieren isthierbei rasch aufeinanderfolgendes, tiefes Ein- und Ausatmen zu verstehen.The correlation factor between the concentration of alcohol in the bloodand the alcohol concentration in the air you breathe is also dependenton the diffusion ratios of the lungs. People whose blood alcohol levelis to be determined, can thus falsify the measurement result by manipulating the breath.For example, strong hyperventilating before taking a breath alcohol test can cause theBreath alcohol concentration can be reduced considerably, even ifthe alcohol measurement is carried out in alveolar air. Under hyperventilating isto understand rapid, deep inhalation and exhalation.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen konstruktiv einfachen Weg zu zeigen,wie bei Atemalkoholmessungen vorausgegangenes Hyperventilieren der Versuchspersonerkannt werden -kann.The object of the invention is to show a structurally simple wayAs with breath alcohol measurements, previous hyperventilating of the test personcan be recognized.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Gerätdadurch gelöst, daß die C02-Uberwachungseinrichtung eine Steuerstufe umfaßt, welcheauf den Beginn des Ausatmens anspricht und daraufhin solange ein die Ungültigkeitder Alkoholmessung repräsentierendes Signal erzeugt, bis die Schwellwertstufe dasdie Gültigkeit repräsentierende Signal abgibt.This task is based on the device explained in more detail at the beginningsolved in that the C02 monitoring device comprises a control stage whichresponds to the beginning of the exhalation and then as long as the invalidityThe signal representing the alcohol measurement is generated until the threshold level reaches theemits the signal representing the validity.
Überraschenderweise hat sich ergeben, daß sich durch Überwachung desC02-Gehalts der Atemluft nicht nur feststellen läßt, ob die abgeatmete Luft ausden Alveolaren stammt, sondern auch, ob die Versuchsperson zuvor hyperventilierthatte. Im Gegensatz zu dem aus der US-PS 3 830 630 bekannten Gerät muß jedoch dieMessung des C02-Gehalts und die Alkoholmessung an ein und demselben Atemzug durchgeführtwerden. Dies wird durch die Steuerstufe garantiert, die auf den Beginn des Ausatmensanspricht. Im Gegensatz hierzu muß bei dem aus der US-PS 3 830 630 bekannten Gerätmehrmals abgeatmet werden, bevor die Alkoholmessung durchgeführt werden kann. Beimehreren, hintereinander erfolgenden Atemzügen wächst nicht zuletzt die Gefahr,daß hierbei hyperventiliert wird.Surprisingly, it has been found that by monitoring theThe C02 content of the exhaled air can not only determine whether the exhaled air is outthe alveolar origin, but also whether the test subject has previously hyperventilatedwould have. In contrast to the device known from US Pat. No. 3,830,630, however, theMeasurement of the C02 content and the alcohol measurement carried out on one and the same breathwill. This is guaranteed by the tax level that applies to the beginning of the exhalationappeals to. In contrast to this, in the case of the device known from US Pat. No. 3,830,630be exhaled several times before the alcohol test can be carried out. attaking several breaths one after the other increases the risk ofthat this is hyperventilated.
Von wesentlicher Bedeutung sind Ausführungsformen, bei welchen angezeigtwird, daß vor der Messung hyperventiliert wurde. Das Kriterium hierfür ist, daßdas die Ungültigkeit der Alkoholmessung repräsentierende Signal auch über das Endedes von der Steuer stufe erfaßten Atemzugs hinaus vor handen ist, also bis zum Endedieses Atemzugs kein dieGültigkeit repräsentierendes Signal erzeugtwurde. Das Ende des Atemzugs kann ebenfalls von der Steuerstufe analog zum Beginndes Ausatmens erfaßt werden; es kann aber auch ein Zeitglied vorhanden sein, dessenZeitkonstante etwa der mittleren Dauer eines Atemzugs entspricht und bei dessenAblauf das Ende des Atemzugs angenommen wird. Die Anzeige der durch Hyperventilationentstandenen Fehlmessung kann in einer gesonderten Fehler-Anzeigeeinrichtung, beispielsweiseeiner optischen Signaleinrichtung oder dergleichen, erfolgen. Bevorzugt sind auchAusführungsformen, bei welchen die zur Anzeige des Meßergebnisses vorgesehenen Anzeigeeinrichtungenim Fall der Hy.perventilation gesperrt oder aber dunkelgetastet werden, so daß derfehlerhafte Meßwert erst gar nicht zur Anzeige kommt.Embodiments in which indicated are of essential importanceindicates that hyperventilating was carried out before the measurement. The criterion for this is thatthe signal representing the invalidity of the alcohol measurement also via the endof the breath recorded by the control stage is also available, so until the endthis breath no thatSignal representing validity generatedbecame. The end of the breath can also be controlled by the control stage in the same way as the beginningof exhalation are sensed; but there can also be a timing element whoseTime constant corresponds approximately to the mean duration of a breath and during thatExpiration the end of the breath is assumed. The display of hyperventilationIncorrect measurement that has arisen can be displayed in a separate error display device, for examplean optical signal device or the like. Are also preferredEmbodiments in which the display devices provided for displaying the measurement resultin the case of Hy.perventilation blocked or blanked so that theincorrect measured value is not even displayed.
Um den Beginn des Ausatmens erfassen zu können, kann die Steuerstufebeispielsweise einen Durchsatzmesser enthalten, welcher auf einen vorbestimmtenMindestdurchsatz anspricht. Dies erfordert jedoch zusätzliche Fühler in dem vonAtemluft durchströmten Meßkanal des Geräts, was an sich unerwünscht ist, da derartigeFühlerLuftdruckschwankungen der Atemluft bewirken und zur Kondensationdes Atemalkohols und damit zu Meßfehlern führen. Günstiger sind deshalb Ausführungsformen,bei welchen keine zusätzlichen Fühler benötigt werden. In einer solchen Ausführungsformweist die Steuerstufe eine zweite, auf den C02-Gehalt der Atemluft ansprechendeSchwellwertstufe auf, die ein den Beginn des Ausatmens repräsentierendes Signalerzeugt, wenn der CO2-Gehalt einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, wobeider zweite vorbestimmte Wert kleiner ist als der von der erstgenannten Schwellwertstufeüberwachte erste vorbestimmte Wert. Hierbei wird ausgenutzt, daß der C02-Gehaltder Umgebungsluft üblicherweise klein ist und erst mit Beginn des Ausatmens anzusteigenbeginnt.In order to be able to detect the beginning of the exhalation, the control stageFor example, contain a flow meter, which on a predeterminedMinimum throughput responds. However, this requires additional sensors in that ofBreathing air flowed through the measuring channel of the device, which is undesirable as suchsensorFluctuations in the air pressure in the air you breathe cause condensationbreath alcohol and thus lead to measurement errors. Embodiments are therefore cheaperwhere no additional sensors are required. In such an embodimentthe control stage has a second, responsive to the C02 content of the breathing airThreshold level, which is a signal representing the beginning of exhalationgenerated when the CO2 content exceeds a second predetermined value, whereinthe second predetermined value is smaller than that of the first-mentioned threshold value stagemonitored first predetermined value. This takes advantage of the fact that the C02 contentthe ambient air is usually small and only increases when you start to exhalebegins.
Bei ungleichmäßiger Atmung kann es vorkommen, daß der CO2-Gehalt insbesonderebei Beginn des Ausatmens schwankt.With uneven breathing it can happen that the CO2 content in particularfluctuates at the beginning of the exhalation.
Wird hierbei der zweite Schwellwert im gleichen Atemzug mehrfach überschritten,so führt dies zu einer instabilen Betriebsweise des Geräts. Dieser Nachteil trittnicht auf, wenn an die erste und die zweite Schwellwertstufe ein Flip-Flop angekoppeltist, welches von dem Signal der zweiten Schwellwertstufe in eine Stellung gesetztwird, in welcher es das die Ungültigkeit der Messung repräsentierende Signal erzeugt,und wobei das Flip-Flop von dem Signal der ersten Schwellwertstufe in seine andereStellung rücksetzbar ist.If the second threshold value is exceeded several times in the same breath,so this leads to an unstable operation of the device. This disadvantage occursdoes not open if a flip-flop is coupled to the first and second threshold value stagesis, which is set by the signal of the second threshold level in a positionin which it generates the signal representing the invalidity of the measurement,and wherein the flip-flop from the signal of the first threshold level in its otherPosition is resettable.
Die Überprüfung der Atemluft auf Hyperventilation erfolgt vorzugsweiseunabhängig von der Messung der maximalen Alkoholkonzentration der Atemluft. DasAlkohol-Meßgerät mißt die Alkoholkonzentration der Atemluft vorzugsweise kontinuierlichund weist einen Speicher für den Maximalwert der gemessenen -Alkoholkonzentrationsowie eineAnzeigeeinrichtung für den in dem Speicher gespeichertenWert auf. Bei derartigen Alkohol-Meßgeräten hat es sich als günstig erwiesen, wenndie Anzeigeeinrichtung das Meßergebnis lediglich dann anzeigt, wenn die Messungals gültig betrachtet wird. Die Versuchsperson hat in diesem Fall keine Möglichkeitzu überprüfen, ob ihre Atemmanipulationen das Meßergebnis verfälschen. Bei der vorstehenderläuterten Ausführungsform läßt sich dieses Ziel am einfachsten dadurch erreichen,daß das die Ungültigkeit der Messung repräsentierende Signal des Flip-Flops dieAnzeigeeinrichtung sperrt oder dunkeltastet.It is preferable to check the breathing air for hyperventilationregardless of the measurement of the maximum alcohol concentration in the breath. ThatAlcohol measuring device measures the alcohol concentration of the breath, preferably continuouslyand has a memory for the maximum value of the measured alcohol concentrationas well as aDisplay device for the stored in the memoryValue on. In such alcohol measuring devices, it has proven to be beneficial ifthe display device only displays the measurement result when the measurementis considered valid. In this case, the test subject has no optionto check whether their breathing manipulations falsify the measurement result. In the case of the aboveThe easiest way to achieve this goal in the illustrated embodiment isthat the signal of the flip-flop representing the invalidity of the measurementDisplay device blocked or blanked.
Zweckmäßigerweise wird das die Ungültigkeit der Messung repräsentierendeSignal in einer Fehler-Anzeigeeinrichtung, z.B. optisch, angezeigt. Insbesonderebei dunkeltastbaren Anzeigeeinrichtungen ist diese Maßnahme von Bedeutung.Expediently, that which represents the invalidity of the measurementSignal displayed in an error display device, e.g. optically. In particularThis measure is important for display devices that can be darkened.
Die Fehler-Anzeigeeinrichtung soll, um die Handhabung des Geräts zuerleichtern, vorzugsweise nicht bereits dann aufleuchten, wenn das die Ungültigkeitder Messung repräsentierende Signal erzeugt wird, sondern erst dann, wenn diesesSignal beispielsweise am Ende des Atemzugs noch vorhanden ist. In einer ersten Ausführungsform,die dies ermöglicht, ist vorgesehen, daß an die zweite Schwellwertstufe ein durchderen Signal setzbares Zeitglied gekoppelt ist, dessen Ausgangssignal über ein UND-Gattermit dem die Ungültigkeit der Alkoholmessung repräsentierenden Signal des Flip-Flopsverknüpft ist und die Fehler-Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Fehlers setzt, wenndas die Ungültigkeit repräsentierende Signal nach Ablauf der von dem Zeitglied bestimmtenZeitdauer noch andauert.The error display device is intended to facilitate handling of the devicefacilitate, preferably not already light up when that is the invalidityThe signal representing the measurement is generated, but only when thisSignal is still present at the end of the breath, for example. In a first embodiment,which makes this possible, it is provided that a through to the second threshold levelwhose signal is connected to the settable timing element, whose output signal is via an AND gatewith the signal of the flip-flop representing the invalidity of the alcohol measurementis linked and the error display device to display the error sets ifthe signal representing the invalidity after the expiry of the time determined by the timerDuration still lasts.
Die Zeitdauer des Zeitglieds ist so bemessen, daß unabhängig von derLungenvitalkapazität der Versuchsperson mit Sicherheit Alveolarluft abgeatmet wurde.The duration of the timer is dimensioned so that regardless of theLung vital capacity of the test subject was exhaled with certainty from alveolar air.
Das Signal der ersten Schwellwertstufe kann über ein weiteres UND-Gattermit dem Ausgangssignal des Zeitglieds verknüpft sein, wodurch das Flip-Flop in dieandere Stellung rückgesetzt wird, wenn das Signal der ersten 5chwelDwertstufe währendder durch das Zeitglied festgelegten Zeitdauer auftritt Wird der Hyperventilationausschließende Schwellwert der ersten Schwellwertstufe beispielsweise aufgrund vonAtemmanipulationen erst nach Ablauf der Zeitdauer des Zeitglieds erreicht, so wirddie Meßwert-Anzeigeeinrichtung trotzdem nicht zur Anzeige der Alkoholkonzentrationfreigegeben.The signal of the first threshold level can be sent via a further AND gatebe linked to the output signal of the timer, whereby the flip-flop in theother position is reset if the signal of the first 5 threshold level duringthe period of time specified by the timer occurs when hyperventilation occursexclusive threshold value of the first threshold value level, for example due toBreathing manipulations are only achieved after the duration of the timer has elapsedthe measured value display device is still not used to display the alcohol concentrationApproved.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß an die zweiteSchwellwertstufe zwei Triggerstufen angeschlossen sind, von denen die erste Triggerstufeauf die beim üerschreiten des zweiten vorbestimmten Schwellwerts auftretende Änderungdes Signals der zweiten Schwellwertstufe anspricht und das Flip-Flop in seine derUngültigkeit der Alkoholmessung entsprechende Stellung setzt und von denen die zweiteTriggerstufe auf die entgegengesetzt gerichtete Änderung des Signals der zweitenSchwellwertstufe anspricht, und daß das Ausgangssignal der zweiten Triggerstufeüber ein UND-Gatter mit dem die Ungültigkeit der Alkoholmessung repräsentierendenSignal des Flip-Flops verknüpft ist und die Fehler-Anzeigeeinrichtung zur Anzeigedes Fehlers setzt.In another embodiment it is provided that the secondThreshold level two trigger levels are connected, of which the first trigger levelto the change occurring when the second predetermined threshold value is exceededof the signal of the second threshold value stage responds and the flip-flop in its theInvalidity of the alcohol measurement sets the corresponding position and of which the secondTrigger stage on the opposite directional change in the signal of the secondThreshold stage responds, and that the output signal of the second trigger stagevia an AND gate with the one representing the invalidity of the alcohol measurementSignal of the flip-flop is linked and the error display device to displayof the error sets.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie auf Atemmanipulationen,beispielsweise kurzzeitiges Atemholen, anspricht. Die erste Triggerstufe erfaßtden Beginn des Ausatemvorgangs, wenn der C02-Gehalt über den Schwellwert der zweitenSchwellwertstufe hinaus ansteigt, während die zweite Triggerstufe ausgelöst wird,wenn der Schwellwert der zweiten Schwellwertstufe gegen Ende des Ausatemvorgangswieder unterschritten wird. Bei den Triggerstufen kann es sich um Monoflops handeln,die, verglichen mit der Dauer des Atemzugs, kurze Triggerimpulse erzeugen, wennsiedurch Flanken des Ausgangssignals der zweiten Schwellwertstufeausgelöst werden.This embodiment has the advantage that it responds to breathing manipulations,for example taking a short breath, responds. The first trigger level capturedthe beginning of the exhalation process when the C02 content exceeds the threshold of the secondThreshold level increases while the second trigger level is triggered,if the threshold value of the second threshold value level is towards the end of the exhalation processis fallen below again. The trigger levels can be monoflops,which, compared to the duration of the breath, produce short trigger pulses whensheby edges of the output signal of the second threshold levelto be triggered.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand vonZeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: Fig-. 1 in einem schematischen Diagrammden zeitlichen Verlauf des C02-Gehalts der abgeatmeten Luft mit und ohne vorausgegangeneHyperventilation; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einesdie vorausgegangene Hyperventiatiqn erkennenden Meßgeräts; und Fig. 3 ein Blockschaltbildeines zweiten Ausführungsbeispiels.In the following, embodiments of the invention will be based onDrawings are explained in more detail. It shows: Fig-. 1 in a schematic diagramthe temporal course of the C02 content of the exhaled air with and without a previous oneHyperventilation; Fig. 2 is a block diagram of a first embodiment of athe previous hyperventilation measuring device; and Fig. 3 is a block diagramof a second embodiment.
In Fig. 1 ist mit 1 der zeitliche Verlauf der C02-Konzentration inder von einer Versuchsperson abgeatmeten Luft bezeichnet. Der Abatemvorgang beginntzur Zeit t = 0 und endet zum Zeitpunkt t1. Die C02-Konzentration steigt nach Beginndes Abatmens an und überschreitet einen Schwellwert Sl, wenn Luft aus den Alveolarender Lunge abgeatmet wird.In Fig. 1, 1 is the time course of the C02 concentration indenotes the air exhaled by a test person. The exhalation beginsat time t = 0 and ends at time t1. The C02 concentration increases after the startof exhalation and exceeds a threshold value S1 when air from the alveolarthe lungs are exhaled.
Es ist bekannt, daß die Alkoholkonzentration der Atemluft in einemkonstanten Verhältnis zur Alkoholkonzentration des Bluts steht, wenn die Alkoholkonzentrationan Alveolarluft gemessen wird. Das Konzentrationsverhältnis ändert sich jedoch,wenn die Versuchsperson vor der Alkoholmessung stark hyperventiliert hat. Es wurdeherausgefunden, daß der während des Ausatemvorgangs erreichbare maximale Wert derC02-Konzentration bei vorausgegangener Hyperventilation erheblich abnimmt. Die Kurve3 in Fig. 1 zeigt den zeitlichen Verlauf der C02-Konzentration bei vorausgegangenerHyperventilation. Die Kurve 3 erreicht nicht mehr den Schwellwert S1. Dieses Kriteriumkann zum Erkennenvorausgegangener Hyperventilation ausgenutztwerden.It is known that the alcohol concentration of the breath in aconstant relationship to the alcohol concentration of the blood if the alcohol concentrationis measured on alveolar air. The concentration ratio changes, however,if the test subject has severely hyperventilated before the alcohol measurement. It wasfound that the maximum value that can be achieved during exhalation is theC02 concentration decreases significantly with previous hyperventilation. The curve3 in Fig. 1 shows the time course of the CO 2 concentration in the previous oneHyperventilation. The curve 3 no longer reaches the threshold value S1. This criterioncan be used to recognizeexploited previous hyperventilationwill.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Atemalkohol-Meßgeräts,welches Meßfehler aufgrund vorausgegangener Hyperventilation der Versuchspersonvermeidet.Fig. 2 shows a first embodiment of a breath alcohol measuring device,which measurement error due to previous hyperventilation of the test personavoids.
Die Versuchsperson atmet in Richtung eines Pfeils 5 durch einen Meßkanal7 ab, in welchem ein Alkoholmeßfühler 9 eines kontinuierlich messenden Alkohol-Meßgerätsangeordnet ist. An den Alkoholmeßfühler 9 ist über einen Analog/Digital-Wandler11 ein Maximalwertspeicher 13 angeschlossen, der den im Verlauf des Abatmens derVersuchsperson gemessenen maximalen Alkoholkonzentrationswert speichert. Der Inhaltdes Maximalwertspeichers 13 wird in einer dunkeltastbaren Anzeigeeinrichtung 15angezeigt.The test person breathes in the direction of arrow 5 through a measuring channel7 from, in which an alcohol measuring sensor 9 of a continuously measuring alcohol measuring deviceis arranged. An analog / digital converter is connected to the alcohol measuring sensor 911 a maximum value memory 13 is connected, which in the course of the exhalation of theSubject stores the measured maximum alcohol concentration value. The contentof the maximum value memory 13 is displayed in a display device 15 that can be darkeneddisplayed.
-In dem Meßkanal 7 ist darüber hinaus ein CO2-Meßfühler 17 angeordnet,dessen der CO-Konzentration der Atemluft entsprechendes Signal zwei Schwellwertstufen19, 21 zugeführt wird. Die Schwellwertstufe 19 erfaßt den Beginn des Ausatmens undspricht bei einem Schwellwert S2 (Fig. 1) an, welcher einer kleineren C02-Konzentrationentspricht als der Schwellwert S1 (Fig. 1) der Schwellwertstufe 21. Die Schwellwertstufe19 triggert ein Zeitglied 23,an dessen Ausgang eine Triggerstufe 25, beispielsweiseein Monoflop,angeschlossen ist, welches die ansteigende Flanke des Ausgangssignalsdes Zeitglieds 23 in einen kurzen, z.B.In addition, a CO2 sensor 17 is arranged in the measuring channel 7,its signal corresponding to the CO concentration of the breathing air has two threshold levels19, 21 is fed. The threshold level 19 detects the beginning of exhalation andresponds to a threshold value S2 (FIG. 1) which has a lower CO 2 concentrationcorresponds to the threshold value stage 21 as the threshold value S1 (FIG. 1). The threshold value stage19 triggers a timing element 23, at the output of which a trigger stage 25, for examplea monoflop, which is the rising edge of the output signalof the timer 23 in a short, e.g.
nadelförmigen Triggerimpuls umwandelt. Der einem Setzeingang S einesFlip-Flops 27 zugeführte Triggerimpuls setzt das Flip-Flop 27. Die Anzeigeeinrichtung15 des Alkohol-Meßgeräts ist mit dem Ausgang des Flip-Flops 27 verbunden und wirddunkelgetastet, solange das Flip-Flop 27 gesetzt bleibt. Das Flip-Flop 27 wird zurückgesetzt,wenn die CO-Konzentration den Schwellwert S1 der.converts needle-shaped trigger pulse. The one set input S oneThe trigger pulse supplied to flip-flops 27 sets the flip-flop 27. The display device15 of the alcohol meter is connected to the output of the flip-flop 27 and isblanked as long as the flip-flop 27 remains set. The flip-flop 27 is reset,when the CO concentration exceeds the threshold value S1.
Schwellwertstufe 21 überschreitet. Das in einem UND-Gatter 29 mitdem Ausgangssignal des Ausgangs des Zeitglieds 23verknüpfte Ausgangssignalder Schwellwertstufe 21 wird hierzu über ein ODER-Gatter 31 dem RücksetzeingangR des Flip-Flops 27 zugeführt. Das Flip-Flop 27 wird damit zurückgesetzt, wenn dieCO2-Konzentration innerhalb der durch das Zeitglied bestimmten Zeitdauer den SchwellwertS1 überschreitet. Bei rückgesetztem Flip-Flop 27 ist das Dunkeltastsignal, welchestemporär die Ungültigkeit der Alkoholkonzentrationsmessung anzeigt, abgeschaltet,und die Anzeigeeinrichtung 15 zeigt den in dem Maximalwertspeicher 13 je gespeichertenAlkoholkonzentrationswert an.Exceeds threshold level 21. That in an AND gate 29 withthe output signal of the output of the timer 23linked output signalthe threshold stage 21 is for this purpose the reset input via an OR gate 31R of the flip-flop 27 is supplied. The flip-flop 27 is reset when theCO2 concentration within the time period determined by the timer exceeds the threshold valueExceeds S1. When the flip-flop 27 is reset, the blanking signal is whichtemporarily indicates the invalidity of the alcohol concentration measurement, switched off,and the display device 15 shows the one stored in the maximum value memory 13Alcohol concentration value.
Um ein die Ungültigkeit der Alkoholkonzentrationsmessung auch nachAblauf der Zeitdauer des Zeitglieds 23 anzeigendes Signal in einer optischen Anzeigeeinrichtung33 anzeigen zu können, verknüpft ein UND-Gatter das Signal des .negierten AusgangsQ' des Zeitglieds 23 mit dem Signal des Ausgangs Q des Flip-Flops 27. An den Ausgangdes UND-Gatters 35 ist der Setzeingang S eines Flip-Flops 37 angeschlossen, dessenAusgang Q' die Anzeigeeinrichtung 33 steuert. Die Anzeigeeinrichtung 33 zeigt einenFehler, d.h. die Ungültigkeit der Alkoholkonzentrationsmessung, an, wenn innerhalbder durch das Zeitglied 23 festgelegten Zeitdauer der Schwellwert S1 der Schwellwertstufe21 nicht erreicht wird.To one the invalidity of the alcohol concentration measurement also afterSignal indicating the expiry of the duration of the timer 23 in a visual display device33, an AND gate links the signal of the negated outputQ 'of the timer 23 with the signal of the output Q of the flip-flop 27. To the outputof the AND gate 35, the set input S of a flip-flop 37 is connected, whoseOutput Q 'controls the display device 33. The display device 33 shows oneError, i.e. the invalidity of the alcohol concentration measurement, if withinthe time period determined by the timer 23, the threshold value S1 of the threshold value stage21 is not reached.
Die Rücksetzeingänge R der Flip-Flops 27 und 37 sind über eine Taste39 oder dgl. an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen, wobei der RücksetzeingangR des Flip-Flops 27 über das ODER-Gatter 31 angekoppelt ist. Mit Hilfe der Taste39 können die Flip-Flops 27 und 37 zu Beginn des Meßvorgangs in eine definierteSchaltstellung gebracht werden.The reset inputs R of the flip-flops 27 and 37 are via a button39 or the like. Connected to an operating voltage source, the reset inputR of the flip-flop 27 is coupled via the OR gate 31. With the help of the button39, the flip-flops 27 and 37 can be changed to a defined one at the beginning of the measuring processSwitch position are brought.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 3 unterscheidet sich im wesentlichennur durch die CO2-Überwachungseinrichtung von der Ausführungsform nach Fig. 2. SoweitfunktionsgleicheTeile vorhanden sind, sind diese mit um die Zahl100 erhöhten Bezugszahlen bezeichnet. Zur Erläuterung dieser Teile wird auf dievorstehende Beschreibung Bezug genommen Das Alkohol-Meßgerät umfaßt wiederum einenMeßkanal 107, einen Analog/Digital-Wandler 111, einen Maximalwertspeicher 113 undeine dunkeltastbare Anzeigeeinrichtung 115.The embodiment in Fig. 3 differs essentiallyonly by the CO2 monitoring device of the embodiment according to FIG. 2. So muchfunctionally identicalIf parts are present, these are with around the number100 denotes increased reference numbers. For an explanation of these parts, reference is made to theReferring to the foregoing description, the alcohol meter again includes oneMeasuring channel 107, an analog / digital converter 111, a maximum value memory 113 anda display device 115 that can be darkened.
Die C02-Uberwachungseinrichtung umfaßt analog dem Aus-2 führungsbeispielnach Fig. 2 eine Schwellwertstufe 119 für einen kleineren Schwellwert S2 der C02-Konzentrationund eine Schwellwertstufe 121 für einen größeren Schwellwert S1 der CO2-Konzentration.An die Schwellwertstufe 2 119 sind im Unterschied zu dieser Ausführungsform jedochzwei Triggerstufen 141 und 143 angeschlossen, die durch d-ie Flanken des Ausgangssignalsder Schwellwertstufe 119 ausgelöst werden und daraufhin jeweils kurze Triggerimpulseabgeben. Die Triggerstufen 141, 143 können als Monoflops ausgebildet sein. Die Triggerstufe141 erfaßt das Ansteigen des Ausgangssignals der Schwellwertstufe 119 bei über schreitendes Schwellwerts S2 zu Beginn des Ausatemvorgangs.The CO 2 monitoring device comprises an exemplary embodiment analogous to the embodimentAccording to FIG. 2, a threshold value stage 119 for a smaller threshold value S2 of the CO 2 concentrationand a threshold level 121 for a larger threshold S1 of the CO2 concentration.In contrast to this embodiment, however, there are threshold level 2 119two trigger stages 141 and 143 connected, which are triggered by the edges of the output signalthe threshold level 119 are triggered and then each short trigger pulseshand over. The trigger stages 141, 143 can be designed as monoflops. The trigger level141 detects the rise in the output signal of the threshold level 119 when exceedingof the threshold value S2 at the beginning of the exhalation process.
Der Triggerimpuls der Triggerstufe 141 setzt ein dem Flip-Flop 27der Fig. 2 entsprechendes Flip-Flop 145, dessen Q-Ausgangssignal die Anzeigeeinrichtung115 dunkeltastet.The trigger pulse of the trigger stage 141 sets the flip-flop 27flip-flop 145 corresponding to FIG. 2, the Q output signal of which is the display device115 darkened.
Der Rücksetzeingang R des Flip-Flops 145 ist über ein dem ODER-Gatter31 der Fig. 2 entsprechendes ODER-Gatter 147 mit der Schwellwertstufe 121 verbunden,womit das Flip-Flop 145 bei Erreichen des Schwellwerts S1 zurückgesetzt und dieAnzeigeeinrichtung 115 zur Anzeige des in dem Maximalwertspeicher 113 gespeichertenWerts der Alkoholkonzentration freigegeben wird Die Triggerstufe 143 erfaßt diebeim Unterschreiten -des Schwellwerts S2 auftretenden Flanken des AusgangssignalsderSchwellwertstufe 119. Die Triggerstufen 141, 143 sprechen damit auf Flanken entgegengesetzterPolarität an. Ein UND-Gatter 149 verknüpft das Q-Ausgangssignal des Flip-Flops 145mit dem Ausgangssignal der Triggerstufe 143 und setzt ein Flip-Flop 151, dessenAusgang seinerseits eine der Anzeigeeinrichtung 33 der Fig. 2 entsprechende Fehler-Anzeigeeinrichtung153 steuert.The reset input R of the flip-flop 145 is via an OR gate31 of FIG. 2 corresponding OR gate 147 connected to the threshold stage 121,whereby the flip-flop 145 is reset when the threshold value S1 is reached and theDisplay device 115 for displaying the value stored in the maximum value memory 113The trigger stage 143 detects the value of the alcohol concentrationwhen falling below the threshold value S2 occurring edges of the output signaltheThreshold level 119. The trigger levels 141, 143 thus speak in opposite directions on edgesPolarity on. An AND gate 149 combines the Q output signal of the flip-flop 145with the output signal of the trigger stage 143 and sets a flip-flop 151, whoseThe output, in turn, is an error display device corresponding to the display device 33 of FIG. 2153 controls.
Die Fehler-Anzeigeeinrichtung 153 zeigt somit die Ungültigkeit derAlkoholkonzentrationsmessung an, wenn zwischen dem durch die Triggerstufen 141,143 bestimmten Beginn und Ende des Ausatemvorgangs die C02-KonzentrationsschwelleS1 nicht überschritten wurde. Die Rücksetzeingänge R der Flip-Flops 145, 151 sindwiederum über eine Taste 153 mit einer Betriebsspannungsquelle V verbunden, um dieFlip-Flops 145, 151 bei Beginn der Messung in eine definierte Stellung schaltenzu können.The error display device 153 thus shows the invalidity of theAlcohol concentration measurement on if between the trigger levels 141,143 determined the beginning and end of the exhalation process, the CO2 concentration thresholdS1 was not exceeded. The reset inputs R of the flip-flops 145, 151 arein turn connected via a button 153 to an operating voltage source V to theSwitch flip-flops 145, 151 to a defined position at the start of the measurementto be able to.
Der Schwellwert S1 soll etwa im Bereich 4 bis 7 Volumen-% C02, vorzugsweisebei etwa 5 Volumen-%, liegen. Für den Schwellwert S2 eignen sich Werte um 1 Volumen-%CO2.The threshold value S1 should be approximately in the range of 4 to 7% by volume of CO 2, preferablyat about 5 volume%. Values around 1 volume% are suitable for the threshold value S2CO2.
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