Алкотестер

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-С₂Н₅ОН [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.

Схема алкотестера

ОУ с токовой обратной связью (трансимпедансный усилитель) DA1 преобразует ток датчика в напряжение по формуле U_вых=I_вх·R_ос, где R_ос=R 1+R2. К выходу преобразователя тока в на­пряжение подключён РV1 — панельный цифровой вольтметр с ЖКИ PM-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 16мкА/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 p-канальный полевой транзистор VT1, от­крытый в отсутствие напряжения между затвором и истоком. Изгибать и паять выводы датчика недопустимо.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кодекс об административных правона­рушениях РФ. Статья 12.8. Управление транс­портным средством водителем, находящим­ся в состоянии опьянения, передача управле­ния транспортным средством лицу, находя­щемуся в состоянии опьянения.
2. МЕЗА-С₂Н₅ОН Alcohol Sensor. http://http://www.sensor-test.de/ausstellerbereich/upload/mnpdf/en/ME3AC2H50H_13.pdf (03. 05. 16)

Автор: А. КОРНЕВ, г. Одесса