Количество употребленного "на душу" (точнее, на тело) алкоголя в ряде случаев весьма критично (например, для водителей). Во многих странах Европы (Германии. Финляндии. Польше и др.) несколько лет назад появились в свободной продаже детекторы алкогольных паров, или так называемые "алкотестеры" (Roadtest). Конечно, это не профессиональные приборы, но и они позволяют контролировать "запах" и оценить свое состояние после приема чего-нибудь "согревающего". Вариантов алкотестеров. выпускаемые разными фирмами, много, а вот аналогичных приборов отечественного производства в свободной продаже пока нет.
"Алкотестер" (рис.1) представляет собой анализатор ларов спирта, а также толуола, ксилола и других летучих органических веществ. В верхней части прибора расположена сменная пластмассовая трубка, которая предназначена для вдувания воздуха ртом (в прибор). При включении питания раздается кратковременный звуковой сигнал (пик-пик), через 1 ...2 с - второй (аналогичный первому), и на индикаторе (внизу, под цифрами) мигает слово "Wait" (подождите). В этот период продолжительностью 10...12 с происходит вхождение датчика в режим измерений. После этого третий звуковой сигнал свидетельствует о том. что прибор готов к работе (к анализу принимаемого воздуха). При этом на индикаторе "Wait" сменяется на "Ready".
Если после третьего сигнала "не дуть в трубочку*, прибор воспринимает тот же воздух, который он уже проанализировал, и, не найдя различий, в течение 10...12 с выдает отрицательный вердикт (в медицине отрицательный результат считается хорошим, не подтверждающим диагноз). Это состояние показывается на индикаторе надписью "OFF" (без всяких сигналов). Система автовыключения отключает питание прибора спустя примерно 1.5 мин (для экономии батарей). Когда в дыхании обнаружено присутствие паров алкоголя, прибор выдает на индикаторе цифровые показания (максимум 4000 - надо просто забыть о машине) и подтверждает свое исследование бесконечными сигналами, отключить которые можно либо кнопкой "Reset" (тестирование сначала), либо "Power".
В устройстве установлен специальный датчик наличия примесей в воздухе типа TGS-2620 (Taguchi Gas Sensor - рис.2) фирмы Figaro Engineering Inc (Япония). Первооткрывателем этих датчиков в 1962 г. стал японский изобретатель Н.Тагучи. Большинство датчиков TGS (TGS-822, TGS-2620) сделано на основе оксида олова. Сопротивление этих датчиков постоянному току в обычном воздухе велико, а при наличии в воздухе примесей (паров органического происхождения) сопротивление резко снижается.
Зависимость относительного сопротивления датчика от концентрации газа показана на рис.3. Датчики не универсальны, например, датчик паров алкоголя не реагирует на наличие фреона. Типовая схема включения датчика приведена на рис.4.
Если подключить такой датчик к компаратору (устройству сравнения), то последний среагирует на изменение сопротивления датчика и включит сигнализацию. Для эффективной работы датчиков требуется постоянное напряжение около 5 В. поэтому такой прибор может с успехом использоваться с автономным питанием, например, от 3-4 миниатюрных батареек типоразмера AAA. Огорчает лишь стоимость датчиков - почти 50 USD. По аналогичному принципу Действует предлагаемое устройство, с той лишь разницей, что промежуточных звуковых сигналов и цифровой индикации оно не имеет, а показывает только два состояния: пьян (звук длится до выключения питания) или не пьян (нет звука).
Схема "Алкотестера" с использованием датчика TGS-2620 приведена на рис.5.
Напряжение питания для нагревателя датчика В1 подается на его вывод 1, к общему проводу подключается вывод нагревателя 4. Для обработки выходного сигнала датчика используется компаратор DA2 (К554САЗ), который сравнивает напряжения на своих входах. Неинвертирующий вход компаратора подключается к выводу 2 датчика, а инвертирующий - к цепочке R2-R3-R4-R5, создающей термокомпенсированное (за счет термистора R2) опорное напряжение U0.
Операционный усилитель DA1 с элементами VD1, R6, С2, R7, R9 обеспечивает задержку 1...1,5 мин, необходимую для устранения ложных срабатываний при включении питания и проведения измерений. Без этой задержки устройство может включить звуковой сигнал независимо от наличия паров алкоголя.
Когда изменение выходного напряжения В1 под воздействием паров алкоголя с концентрацией, превышающей установленный предел, вызывает срабатывание компаратора DA1, высокий уровень на его выходе обеспечивает включение звукового капсюля со встроенным генератором НА1 или иного устройства сигнализации.
Без термокомпенсирующей схемы сигнал датчика мог бы изменяться в диапазоне 600... 3400 ррт при заданном значении концентрации паров спирта 1500 ррт (при окружающей температуре 20°С и влажности 65%). Зависимость относительного сопротивления датчика от окружающей температуры изображена на рис.6.
Для термокомпенсации служит термистор R1. Напряжение U0 может меняться в диапазоне 2,5...3,2 В при температуре окружающего воздуха +40°С и относительной влажности 65% и, соответственно, в диапазоне 1,9...3,1 В при температуре -10°С.
Результаты применения термокомпенсирующего резистора представлены в таблице.
Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения при литании устройства от сетевого источника питания. Диод VD1 препятствует току утечки оксидного конденсатора С2, Детали. Терморезистор R1 - типа NTC. ММТ или аналогичный. Транзистор VT1 заменяется на КТ601, КТ603, КТ940 с любым буквенным индексом, микросхема DA1 - на КР140УД1208, КР140УД6. Диод VD1 - КД521, КД522 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы CI, C2 - типа К50-29 или аналогичные.
Звуковой излучатель НА1 - любой с встроенным генератором ЗЧ на напряжение 5...12 В. Для дополнительной световой сигнализации параллельно капсюлю НА1 можно подключить светодиод (типа АЛ307БМ или аналогичный с током до 10 мА) анодом к"+" питания с последовательно подсоединенным резистором сопротивлением 470...750 Ом. Источник питания прибора (если не использовать батарею) - стабилизированный, напряжением 5 В (±5%). Ток потребления не превышает 70 мА (без учета светодиодного индикатора). Кроме датчика TGS-2620. е данной схеме могут применяться датчики фирмы Murata TGS-880, TGS-2181 или TGS-822 (напряжение питания - 12...15 В).
Автор: А.Кашкаров, г.С. -Петербург