Способ анализа выдыхаемого человеком воздуха на содержание паров этанола Российский патент 2025 года по МПК G01N33/497 A61B5/97 G01J3/42 

Описание патента на изобретение RU2833758C1

[01] Область техники

[02] Изобретение относится к приборостроению, а именно к бесконтактному измерению концентрации паров этанола в выдыхаемом человеком воздухе на основе оценки спектральных ответов трех узкополосных фотоприемных каналов с алгоритмическим контролем заполнения измерительного объема.

[03] Уровень техники

[04] Наиболее близким аналогом изобретения является способ анализа содержания паров этанола, описаный в патенте РФ RU 137611, 20.02.2014. Способ реализуется с помощью устройства, которое содержит источник инфракрасного когерентного излучения (лазерный диод) и оптический делитель излучения, который делит излучение на два потока, один из которых направляется в измерительную кювету, представляющую корпус-рамку с системой переотражателей излучения, в зоне измерения которой проходит оптическая трасса излучения, а другой является эталонным. В устройстве предусмотрен приемник зондирующего излучения (фотодиод), в приемник эталонного излучения, блок обработки информации и блок сравнения и анализа. В лазерный диод излучает свет на длине волны, соответствующей полосе поглощения этанола. Излучение разделяется оптическим делителем на два потока. Часть излучения фиксируется фотодиодом, другая часть излучения проходит через оптический клин, отражается от системы зеркал-переотражателей и выводится в зону измерения. Человек производит выдох в зону. После прохождения системы переотражателей, излучение возвращается обратно через зону измерения и попадает в приемный блок и затем в блок анализа и сравнения информации. Сигнал анализируется и принимается решение о выдаче сигнала превышения концентрации.

[05] Недостатком указанного аналога является отсутствие защиты от имитации выдоха и ложных срабатываний.

[06] Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, являются возможность получения недостоверных данных при определении содержания паров этанола.

[07] Раскрытие сущности изобретения

[08] Технический результат изобретения заключается в обеспечении защиты от ложных срабатываний и имитации выдоха при определении наличия и концентрации паров этанола в выдыхаемом человеком воздухе.

[09] Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается в изобретении за счет того, что способ анализа выдыхаемого человеком воздуха на содержание паров этанола, включающий совершение выдоха в вентилируемую газовую кювету; измерение посредством первого спектрофотометра сигнала «ON», соответствующего величине поглощения света в указанной кювете только парами этанола в выдыхаемом воздухе на первой длине волны, а также сигнала «OFF», соответствующего величине суммарного поглощения света в указанной кювете парами этанола и воды в выдыхаемом воздухе на второй длине волны; измерение посредством второго спектрофотометра сигнала «В», соответствующего величине поглощения света в указанной кювете только парами воды в выдыхаемом воздухе на третьей длине волны; измерение посредством датчика влажности относительной влажности воздуха в кювете; измерение посредством датчика температуры окружающей среды; передачу данных измерений сигналов «ON», «OFF», «В», а также данных относительной влажности и температуры в блок обработки; определение блоком обработки факта начала выдоха и длительности выдоха по изменению относительной влажности воздуха в кювете; определение блоком обработки степени заполнения выдыхаемым воздухом кюветы по величине сигнала «В», относительной влажности и температуры; - сравнение блоком обработки величин длительности выдоха и степени заполнения кюветы с минимально допустимыми значениями; определение блоком обработки концентрации этанола в кювете по величинам сигналов «ON» и «OFF» при идентификации значений длительности выдоха и степени заполнения кюветы не менее минимально допустимых; определение блоком обработки концентрации этанола в выдыхаемом воздухе на основании концентрации этанола в кювете и степени заполнения кюветы.

[010] Кроме того, для достижения технического результата предусмотрены частные варианты реализации изобретения, согласно которым:

[011] - используют первый спектрофотометр, содержащий первый источник излучения, первый фотоприемный канал для измерения сигнала (ON) и второй фотоприемный канал для измерения сигнала «OFF», и второй спектрофотометр, содержащий второй источник излучения и третий фотоприемный канал для измерения сигнала «В»;

[012] - сравнение блоком обработки величин длительности выдоха и степени заполнения кюветы с минимально допустимыми значениями проводят на основании данных полученными блоком обработки от хранилища значений заданной минимальной длительности выдоха и минимальной степени заполнения кюветы.

[013] Заявленный способ реализует количественное определение наличия и концентрации паров этанола в выдыхаемом человеком в вентилируемую газовую кювету воздухе (выдохе), основанное на одновременном измерении поглощения света на трех длинах волн, соответствующих поглощению парами этанола и воды, с последующей обработкой полученных значений с учетом парциального давления водяного пара, температуры и влажности окружающего воздуха, по алгоритму, защищенному от ложных срабатываний и имитации выдоха.

[014] Способ основан на одновременном измерении концентраций паров этанола и воды двумя синхронно работающими в одной вентилируемой измерительной кювете (ВК) спектрофотометрами (СФ), устроенными так, что первый спектрофотометр оборудован одним источником излучения (ИИ) и двумя узкополосными фото приемными каналами (ФПК) так, что первый ФПК измеряет поглощение только парами этанола на одной длине волны, давая сигнал «Оп», а второй ФПК суммарное поглощение парами этанола и воды на другой длине волны, давая сигнал «Off». При этом второй спектрофотометр оборудован одним источником излучения и одним ФПК, измеряющим только поглощение парами воды на третьей длине волны, давая сигнал «В» (воды). Реализация способа дополнительно требует определения значений окружающих температуры (Т) и относительной влажности ϕ.

[015] Реализация способа предполагает: измерение сигнала «В» и определение по его значению момента начала выдоха, его продолжительности и степени заполнения кюветы; измерение сигналов «Оп» и «Off» и вычисление концентрации этанола в кювете методом дифференциального поглощения при идентификации достаточной степени заполнения кюветы; расчет концентрации этанола в выдыхаемом воздухе.

[016] Краткое описание чертежей

[017] Изобретение поясняется фигурами, где

[018] На фигуре 1 показана блок-схема устройства, реализующего заявленный способ,

[019] На фигуре 2 показана схема подачи сухих смесей при испытании устройств.

[020] На фигуре 3 показана схема подачи влажной смеси от генератора

[021] Элементы конструкции и параметры обозначены на фигурах следующими позициями:

1 - первый спектрофотометр (СФ1);

2 - второй спектрофотометр (СФ2);

3 - первый источник излучения (ИИ1);

4 - второй источник излучения (ИИ2);

5 - вентилируемая кювета (ВК);

6 - первый фотоприемный канал;

7 - второй фотоприемный канал;

8 - третий фотоприемный канал;

9 - блок обработки;

10 - хранилище зависимости массовой концентрации воды от температуры (Табл воды);

11 датчик температуры (ДТ);

12 - датчик относительной влажности (ДОВ);

13 - хранилище значений заданной минимальной длительности выдоха и минимального заполнения кюветы (Параметры);

14 - баллон с газовой смесью,

15 - вентиль точной регулировки,

16 - ротаметр,

17 - мундштук,

18 анализатор,

19 - воздушный компрессор,

20 - ротаметр,

21 - быстроразъемное соединение,

22 - генератор газовых смесей паров этанола в воздухе,

23 - анализатор с установленной на область выдоха накладкой,

Lm - длина поглощения канала воды,

Lon - длина поглощения канала «On»,

Loff - длина поглощения канала «Off»

On - сигнал ФПК1,

Off - сигнал ФПК2

В - сигнал ФПК3,

Т - значение температуры окружающего воздуха,

Ф - значение относительной влажности окружающего воздуха,

Зависимость - данные, необходимые, для расчета массовой концентрации воды [022] Осуществление изобретения

[023] Для реализации заявленного изобретения может быть использовано устройство, показанное на фигуре. Устройство содержит вентилируемую кювету ВК (5), два спектрофотометра СФ1 (1) и СФ2 (2), блок обработки (9) данных, датчик температуры ДТ (11), датчик относительной влажности ДОВ (12), хранилище (10) зависимости массовой концентрации воды от температуры и хранилище (13) значений заданной минимальной длительности выдоха и минимального заполнения кюветы. Первый спектрофотометр СФ1 (1), оборудован одним источником излучения ИИ1 (3) и двумя узкополосными фотоприемными каналами (6) и (7), так что первый фото приемный канал ФПК1 (6) измеряет поглощение только парами этанола на одной длине волны, давая сигнал «Оп», а второй фотоприемный канал ФПК2 (7) измеряет суммарное поглощение парами этанола и воды на другой длине волны, давая сигнал «Off». Второй спектрофотометр СФ2 (2) оборудован одним источником излучения ИИ2 (4) и одним фотоприемным каналом ФПК3 (8), измеряющим только поглощение парами воды на третьей длине волны, давая сигнал «В» (воды).

[024] Фотоприемные каналы ФПК1 (6), ФПК2 (7) и ФПК3 (8) спектрофотометров СФ1 (1) и СФ2 (2), а также датчики (11), (12) и хранилища (10), (13) подключены к блоку обработки (9).

[025] Реализация заявленного способа предполагает проведение следующих операций:

[026] - получение блоком обработки (9) от третьего фотоприемного канала ФПК3 (8) сигнала «В», данных температуры (Т) и влажности (ϕ) от датчиков (11), (12), а также данных зависимости концентрации воды от температуры из хранилища (10), определение по указанным значениям момента начала выдоха, его продолжительности и степени заполнения кюветы,

[027] сопоставление блоком обработки (9) вычисленных значений длительности выдоха и степени заполнения кюветы с минимальными значениями длительности выдоха и степени заполнения кюветы из хранилища (13),

[028] получение блоком обработки (9) от первого и второго фотоприемных каналов ФПК1 (6) и ФПК 2 (7) сигналов «On» и «Off», и вычисление концентрации этанола в кювете методом дифференциального поглощения при идентификации достаточных параметров длительности выдоха и степени заполнения кюветы (больше или равных минимальным значениям из хранилища),

[029] - расчет блоком обработки (9) концентрации этанола в выдыхаемом воздухе.

[030] Определение начала выдоха и степени заполнения им кюветы

[031] Начало выдоха и степень заполнения им кюветы определяется на основе величины сигнала «В», так как выдох имеет отличную от окружающей влажность.

[032] В отсутствие выдоха кювета заполнена окружающим воздухом и, согласно закону Бугера, мощность сигнала «В»:

[033] где - мощность, падающая на приемник на длине волны λм;

[034] Р0м)- мощность источника излучения на длине волны λм;

[035] Хм - длина волны, выбранная для определения концентрации паров воды;

[036] Lм длина оптического пути второго спектрофотометра СФ2;

[037] сечение поглощения воды на длине волны λм;

[038] - концентрация паров воды в окружающем воздухе, которую можно вычислить по значениям температуры Т и относительной влажности ϕ.

[039] При попадании в кювету выдоха, поглощение в канале «В» растет в соответствии с уравнением:

[040] где nH2O концентрация паров воды в кювете

[041] Поделив уравнение (2) на уравнение (1), получим

[042] Отсюда разность концентраций воды в кювете после выдоха и до него

[043] Обозначим ее как «К».

[044] Так как воздух в кювете состоит из смеси окружающего воздуха и выдоха, концентрацию паров воды в кювете можно выразить иначе:

[045] где М» степень заполнения кюветы;

[046] концентрация паров воды в выдыхаемом воздухе, которая постоянна и равна 39,6 мг/л при температуре выдоха, равной 100% относительной влажности при температуре тела (36,6°С);

[047] Отсюда степень заполнения будет отвечать соотношению:

[048] Концентрация водяного пара определяется через массовую концентрацию воды ρ:

[049]

[050] где ρ - абсолютная влажность (массовая концентрация воды), кг/м3

[051] NA - число Авогадро, равное 6,02 ⋅ 1023 моль-1,

[052] μ - молярная масса воды, равная 0,018 кг/моль.

[053] Абсолютная влажность водяного пара определяется из уравнения:

[054]

[055] где ϕ - относительная влажность;

[056] ρs - массовая концентрация насыщенного водяного пара, определяемая из уравнения Менделеева-Клапейрона:

[057] где ps (T) - давление насыщенных водяных паров;

[058] R=R0 / μ - индивидуальная газовая постоянная;

[059] R0=8.314 м2 кг/(с2Кмоль) универсальная газовая постоянная;

[060] μ- молярная масса воды=0.018 кг/моль.

[061] Т - температура.

[062] С учетом уравнений (7), (8) и (9) степень заполнения в уравнении (6) вычисляется:

[063] где - относительная влажность выдыхаемого человеком воздуха;

[064] Твыд=36,6°С температура выдоха человека;

[065] ϕ0 - относительная влажность окружающего воздуха;

[066] T0 температура в градусах Цельсия окружающего воздуха;

[067] ps(T) - табличное значение парциального давления паров воды при

заданной температуре.

[068] Для определения значения влажности по величине сигнала «В» производится калибровка устройства. Устанавливается соответствие величины сигнала «В» со значением абсолютной влажности воздуха в кювете при отсутствии выдоха при определенных условиях влажности и температуры окружающего воздуха. Значение абсолютной влажности определяется по формулами (7)-(9).

[069] Также устанавливается соответствие величины сигнала «В» и значения абсолютной влажности при помещении в ВК насыщенного пара (100% относительная влажность) заданной температуры.

[070] На основе этих данных составляется прямая калибровки, где для каждого значения величины «В» ставится в соответствие значение абсолютной влажности воздуха в кювете.

[071] Момент начала выдоха и его продолжительность определяются по изменению сигнала «В» канала СФ2.

[072] Уменьшение сигнала «В» до порогового значения, соответствующего значению сигнала для насыщенного пара, считывается как начало выдоха. Увеличение сигнала «В» сверх порогового значения считается окончанием выдоха.

[073] Определение концентрации этанола в кювете

[074] Определение концентрации паров этанола в воздухе, находящемся в кювете, проводится на основе метода дифференциального поглощения.

[075] Согласно закону Бугера

[076] где - сечение поглощения парами этанола;

[077] - концентрация паров этанола в кювете

[078] В соответствии с заявляемым способом, вычисляется отношение:

[079] Для иллюстрации способа обозначим

[080] Следует отметить, что концентрация воды вычисляется согласно уравнению (4), а р вычисляется по известным величинам.

[081] Таким образом выражение (9) приводится к виду

[082] Отсюда концентрация паров этанола в кювете

[083] Определение концентрации этанола в выдыхаемом воздухе

[084] Зная концентрацию этанола в кювете (11) и степень заполнения кюветы (6), концентрация этанола в выдохе определяется как

[085]

[086] Защита от имитации выдоха и выдоха, не соответствующего заданным параметрам

[087] Защита заявляемого способа от ложных срабатываний и имитаций выдоха основана на:

[088] 1. Идентификации факта начала выдоха по изменению влажности находящегося в кювете воздуха, согласно уравнению (4), исключает фальсификацию вспомогательными средствами (спринцовка, веер, компрессор и т.п.) не приводящими к изменению влажности в кювете.

[089] 2. Определении длительности выдоха по изменению (4) выявляет «мелкий выдох», так как воздуха, из ротовой полости недостаточно, чтобы поддерживать в кювете влажность в течение заданного времени (порядка 5 сек).

[090] 3. Определении степени заполнения кюветы позволяет выявить слабый выдох (медленный выдох из ротовой полости), так как он не обеспечивает заданного заполнения кюветы

[091] Для подтверждения эффективности заявленного способа были проведены сравнительные испытания анализаторов паров этанола (изделие №1, №2 и №3) с разными принципами работы по реакции на пробу сухого и влажного воздуха с содержанием паров этанола и с их отсутствием (изделия №1 и№2), а также по погрешности при измерении проб влажного воздуха с содержанием паров этанола и их отсутствием (изделия №2 и №3). Влажная проба имитирует выдох реального человека, сухая проба имитирует подачу воздуха при помощи подручных средств (веер, спринцовка и т.д.).

[092] Изделие №1: Анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе АЛКОТЕКТОР PRO-100 touch-M (№128888, свидетельство об утверждении типа средств измерений CN.C.39.001.A №54276). Использует электрохимический датчик для измерения массовой концентрации паров этанола в анализируемом воздухе

[093] Изделие №2: Анализатор паров этанола в выдыхаемом воздухе АЛКОЗАМОК-П-02 Алкорамка (№59). Использует три узкополосных фотоприемных канала для определения длительности выдоха и концентрации этанола в выдыхаемом воздухе (заявленное изобретение)

[094] Изделие №3: Система бесконтактного дистанционного экспресс-теста состояния алкогольного опьянения АЛКОРАМКА (№353 белая), детектирует пары этанола в анализируемом воздухе за счет измерения мощности лазерного излучения и выявления разницы мощности, возникающей на различных участках спектрального диапазона, соответствующего области поглощения этанола (ближайший аналог).

[095] Для проведения испытаний использовали следующее оборудование:

[096] - генератор паров этанола ALCOSIM;

[097] - поверочный нулевой газ воздух марка «Б» (ТУ 6-21-5-82 с изм. 1-6);

[098] - газовая смесь (ГС) (этанол 1610 мг/м3, азот остальное);

[099] - дистиллированная вода;

[0100] - стандартный образец состава водного раствора этанола ВРЭ-2, массовая концентрация этанола 1,22 мг/см3 (соответствует концентрации паров этанола в пробе выдыхаемого воздуха 0,47 мг/л);

[0101] - ротаметр;

[0102] - воздушный компрессор;

[0103] - климатическая камера.

[0104] На фиг. 1 показана схема подачи сухой смеси, а на фигуре 2 схема подачи влажной смеси.

[0105] Параметры климата в испытательном помещении: температура окружающего воздуха 19,8…22°С; атмосферное давление 99,2…100,3 кПа; -относительная влажность 54…62%.

[0106] Объемный расход составлял 7 л/мин.

[0107] Проведенные испытания включали:

[0108] - предоставление пробы воздуха для измерения, приводящей к изменению влажности, без содержания паров этанола (на основе дистиллированной воды) на изделия №1 и №2 (проверка работоспособности на имитации человеческого выдоха);

[0109] - предоставление пробы воздуха для измерения, приводящей к изменению влажности, без содержания паров этанола (на основе дистиллированной воды) на изделия №2 и №3 (сравнение погрешностей измерения);

[0110] - предоставление пробы воздуха для измерения, приводящей к изменению влажности, без содержания паров этанола (на основе дистиллированной воды) на изделия №2 и №3 (сравнение погрешностей измерения) при температуре 0°С;

[0111] - предоставление пробы воздуха для измерения, приводящей к изменению влажности, с содержанием паров этанола (на основе водного раствора этанола) на изделия №1 и №2 (проверка работоспособности на имитации человеческого выдоха);

[0112] - предоставление пробы воздуха для измерения, приводящей к изменению влажности, с содержанием паров этанола (на основе водного раствора этанола) на изделия №2 и №3 (сравнение погрешностей измерения);

[0113] - предоставление пробы воздуха для измерения, приводящей к изменению влажности, с содержанием паров этанола (на основе водного раствора этанола) на изделия №2 и №3 (сравнение погрешностей измерения) при температуре 0°С;

[0114] - предоставление пробы воздуха для измерения, не приводящей к изменению влажности, без содержания паров этанола (сухой воздух) на изделия №1 и №2 (проверка возможности фальсификации сухой пробой);

[0115] - предоставление пробы воздуха для измерения, не приводящей к изменению влажности, с содержанием паров этанола (сухая смесь) на изделия №1 и №2 (проверка возможности фальсификации сухой пробой);

[0116] Этапы испытаний:

[0117] На изделие №1 и изделие №2 подавались последовательно пробы воздуха: сухой без этанола, сухой с этанолом, влажный без этанола, влажный с этанолом. Результаты представлены в таблице 1.

[0118] На изделие №2 и изделие №3 подавались последовательно пробы воздуха: влажный без этанола, влажный с этанолом. Испытания проводились при нормальных условиях. Результаты представлены в таблице 2.

[0119] На изделие №2 и изделие №3 подавались последовательно пробы воздуха: влажный без этанола, влажный с этанолом. Испытания проводились при 0°С. Результаты представлены в таблице 3.

[0120] «Отброс пробы» означает, что изделие не приняло пробу и не провело измерение.

[0121] В таблице 1 показаны результаты сравнения изделий №1 и №2, в Таблице 2 - изделий №2 и №3 при нормальных условиях, а в Таблице 3 - изделий №2 и №3 при 0°С

[0122]

[0123]

[0125] В результате данных испытаний были сделаны следующие выводы:

[0126] - изделие №2 (заявленное изобретение) не принимает выдохи, сделанные сухим воздухом. Изделие №1 реагирует как на сухую, так и на влажную пробу. Фальсификация сухой пробой возможна для изделия №1.

[0127] - изделие №2 имеет абсолютную погрешность измерения меньше, чем изделие №3 в нормальных условиях;

[0128] - изделие №2 работает стабильнее изделия №3 при температуре 0°С.

Похожие патенты RU2833758C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗА, ВСТРАИВАЕМОЕ В МАГИСТРАЛЬ ВЫДОХА ДЫХАТЕЛЬНОЙ МАСКИ 2015
  • Ахметова Елена Равильевна
  • Давыдов Сергей Андреевич
  • Попов Владимир Михайлович
RU2625258C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СПИРТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Сергеев В.И.
  • Слюсаренко Г.С.
  • Кургузов А.И.
RU2207564C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ 1999
  • Корнев Н.П.
  • Курышев В.В.
  • Соломаха В.Н.
RU2172953C2
Способ мониторинга выдыхаемого пациентом воздуха для прогноза декомпенсации сахарного диабета 2022
  • Бережанский Павел Вячеславович
  • Морозов Андрей Николаевич
  • Фуфурин Игорь Леонидович
  • Анфимов Дмитрий Романович
  • Демкин Павел Павлович
  • Голяк Игорь Семенович
  • Небритова Ольга Александровна
  • Турчанинов Сергей Олегович
RU2794820C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СПИРТА В РАСТВОРАХ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Сергеев Владимир Иванович
  • Слюсаренко Геннадий Стефанович
  • Кургузов Александр Иванович
  • Высоцкий Валерий Юрьевич
RU2267785C2
СПОСОБ АНАЛИЗА СОСТАВА ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА МЕТОДОМ ВРАЩАТЕЛЬНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ 2022
  • Вакс Владимир Лейбович
  • Шейков Юрий Валентинович
  • Домрачева Елена Георгиевна
  • Черняева Мария Борисовна
  • Анфертьев Владимир Алексеевич
  • Лукьяненко Илья Александрович
  • Ерунов Сергей Владимирович
RU2822004C2
Способ детурбулизации и последующего анализа динамических газовых сред, а также устройство для его реализации, встраиваемое в дыхательную маску 2021
  • Давыдов Сергей Андреевич
  • Ахметова Елена Равильевна
RU2773603C1
СПОСОБ ГАЗОВОГО АНАЛИЗА И ГАЗОАНАЛИЗАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Воейков В.Л.
  • Чалкин С.Ф.
RU2235311C1
СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА В ПРИРОДНОМ ГАЗЕ 2018
  • Абрикосов Алексей Алексеевич
  • Спиридонов Максим Владимирович
  • Хаджийский Федор Юрьевич
RU2679905C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ИОДА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ 2015
  • Горенинский Семен Игоревич
  • Станкевич Ксения Сергеевна
  • Даниленко Надежда Викторовна
  • Филимонов Виктор Дмитриевич
  • Твердохлебов Сергей Иванович
RU2616670C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 833 758 C1

Реферат патента 2025 года Способ анализа выдыхаемого человеком воздуха на содержание паров этанола

Изобретение относится к медицине, а именно к способу анализа выдыхаемого человеком воздуха на содержание паров этанола. При этом совершают выдох в вентилируемую газовую кювету (5). Измеряют посредством первого спектрофотометра (1) сигнал «ON», соответствующий величине поглощения света в кювете только парами этанола на первой длине волны. Измеряют сигнал «OFF», соответствующий величине суммарного поглощения света в кювете парами этанола и воды на второй длине волны. Измеряют посредством второго спектрофотометра (2) сигнал «В», соответствующий величине поглощения света в кювете только парами воды на третьей длине волны. Измеряют посредством датчика влажности (12) относительную влажность воздуха в кювете. Измеряют посредством датчика температуры (11) температуру окружающей среды. Передают данные измерений сигналов «ON», «OFF», «В», относительной влажности и температуры в блок обработки (9). Определяют факт начала выдоха и длительности выдоха по изменению относительной влажности воздуха в кювете. Определяют степень заполнения кюветы по величине сигнала «В», относительной влажности и температуры. Сравнивают величины длительности выдоха и степени заполнения кюветы с минимально допустимыми значениями. Определяют концентрацию этанола в кювете по величинам сигналов «ON» и «OFF» при идентификации значений длительности выдоха и степени заполнения кюветы не менее минимально допустимых. Определяют концентрацию этанола в выдыхаемом воздухе на основании концентрации этанола в кювете и степени заполнения кюветы. Обеспечивается защита от ложных срабатываний и имитации выдоха при определении наличия и концентрации паров этанола в выдыхаемом человеком воздухе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Формула изобретения RU 2 833 758 C1

1. Способ анализа выдыхаемого человеком воздуха на содержание паров этанола, включающий:

- совершение выдоха в вентилируемую газовую кювету (5),

- измерение посредством первого спектрофотометра (1) сигнала «ON», соответствующего величине поглощения света в указанной кювете (5) только парами этанола в выдыхаемом воздухе на первой длине волны, а также сигнала «OFF», соответствующего величине суммарного поглощения света в указанной кювете (5) парами этанола и воды в выдыхаемом воздухе на второй длине волны,

- измерение посредством второго спектрофотометра (2) сигнала «В», соответствующего величине поглощения света в указанной кювете (5) только парами воды в выдыхаемом воздухе на третьей длине волны,

- измерение посредством датчика влажности (12) относительной влажности воздуха в кювете,

- измерение посредством датчика температуры (11) температуры окружающей среды,

- передачу данных измерений сигналов «ON», «OFF», «В», а также данных относительной влажности и температуры в блок обработки (9),

- определение блоком обработки (9) факта начала выдоха и длительности выдоха по изменению относительной влажности воздуха в кювете (5),

- определение блоком обработки (9) степени заполнения выдыхаемым воздухом кюветы по величине сигнала «В», относительной влажности и температуры,

- сравнение блоком обработки (9) величин длительности выдоха и степени заполнения кюветы с минимально допустимыми значениями,

- определение блоком обработки (9) концентрации этанола в кювете по величинам сигналов «ON» и «OFF» при идентификации значений длительности выдоха и степени заполнения кюветы не менее минимально допустимых,

- определение блоком обработки концентрации этанола в выдыхаемом воздухе на основании концентрации этанола в кювете и степени заполнения кюветы.

2. Способ по п. 1, в котором используют первый спектрофотометр (1), содержащий первый источник излучения (3), первый фотоприемный канал (6) для измерения сигнала (ON) и второй фотоприемный канал (7) для измерения сигнала «OFF», и второй спектрофотометр (2), содержащий второй источник излучения (4) и третий фотоприемный канал (8) для измерения сигнала «В» (воды).

3. Способ по п. 1, в котором сравнение блоком обработки (9) величин длительности выдоха и степени заполнения кюветы с минимально допустимыми значениями проводят на основании данных, полученных блоком обработки (9) от хранилища (13) значений заданной минимальной длительности выдоха и минимальной степени заполнения кюветы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2833758C1

Механизм для получения диагонального рисунка на круглочулочном автомате 1960
  • Копачко П.Е.
  • Фликоп А.И.
SU137611A1
ИМПЕЛЛЕР ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ФЛОТАЦИОННОЙМАШИНЫ 0
SU218080A1
US 2011060236 A1, 10.03.2011
US 2020200778 A1, 25.06.2020
WO 2020123555 A1, 18.06.2020
МАСЛОЖИРОВОЙ ФОСФОЛИПИДНЫЙ ПРОДУКТ, ОБЛАДАЮЩИЙ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ 2008
  • Бутина Елена Александровна
  • Герасименко Евгений Олегович
  • Корнена Елена Павловна
  • Ханферян Роман Авакович
  • Апсалямов Юрий Нурбиевич
  • Петренко Наталья Николаевна
  • Ильинова Светлана Александровна
  • Бутина Элеонора Александровна
RU2380920C1

RU 2 833 758 C1

Авторы

Васильев Дмитрий Николаевич

Никитин Сергей Владимирович

Танасиенко Татьяна Александровна

Тимофеев Владимир Андреевич

Даты

2025-01-28Публикация

2024-04-17Подача