Кількість вжитого "на душу" (точніше, на тіло) алкоголю в ряді випадків вельми критично (наприклад, для водіїв). У багатьох країнах Європи (Німеччині. Фінляндії. Польщі та ін) кілька років тому з'явилися у вільному продажу детектори алкогольних парів, або так звані "алкотестери" (Roadtest). Звичайно, це не професійні прилади, але і вони дозволяють контролювати "запах" і оцінити свій стан після прийому чого-небудь "зігріваючого". Варіантів алкотестерів. випускаються різними фірмами, багато, а от аналогічних приладів вітчизняного виробництва у вільному продажу поки немає.
"Алкотестер" (рис.1) являє собою аналізатор лавров спирту, а також толуолу, ксилолу та інших летких органічних речовин. У верхній частині приладу розташована змінна пластмасова трубка, яка призначена для вдування повітря ротом (прилад). При включенні живлення лунає короткочасний звуковий сигнал (пік-пік), через 1 ...2 с - другий (аналогічний першому, і на індикаторі (внизу, під цифрами) блимає слово "Wait" (зачекайте). В цей період тривалістю 10...12 с відбувається входження датчика в режим вимірювань. Після цього третій звуковий сигнал свідчить про те. що прилад готовий до роботі (до аналізу приймається повітря). При цьому на індикаторі "Wait" змінюється на "Ready".
Якщо після третього сигналу "не дути в трубочку*, прилад сприймає той же повітря, яке він уже проаналізував, і, не знайшовши відмінностей, протягом 10...12 із видає негативний вердикт (в медицині негативний результат вважається хорошим, не підтверджує діагноз). Це стан показується на індикаторі написом "OFF" (без жодних сигналів). Система автовимкнення відключає живлення приладу приблизно через 1.5 хв (для економії батарей). Коли в диханні виявлено присутність парів алкоголю, прилад видає на індикаторі цифрові показання (максимум 4000 - треба просто забути про машині) і підтверджує своє дослідження нескінченними сигналами, які можна відключити або кнопкою "Reset" (тестування спочатку), або "Power".
У пристрої встановлений спеціальний датчик наявності домішок в повітрі типу TGS-2620 (Taguchi Gas Sensor - рис.2) фірми Figaro Engineering Inc. (Японія). Першовідкривачем цих датчиків в 1962 р. став японський винахідник Н.Тагучі. Більшість датчиків TGS (TGS-822, TGS-2620) зроблено на основі оксиду олова. Опір цих датчиків постійному струму у звичайному повітрі велике, а при наявності в повітрі домішок (парів органічного походження) опір різко знижується.
Залежність відносного опору датчика від концентрації газу показана на рис.3. Датчики не універсальні, наприклад, датчик парів алкоголю не реагує на наявність фреону. Типова схема включення датчика наведена на рис.4.
Якщо підключити такий датчик до компаратора (пристрою порівняння), то останній зреагує на зміну опору датчика і включить сигналізацію. Для ефективної роботи датчиків потрібна постійна напруга близько 5 Ст. тому такий прилад може з успіхом використовуватися з автономним живленням, наприклад, від 3-4 мініатюрних батарейок типорозміру ААА. Засмучує лише вартість датчиків - майже 50 USD. За аналогічним принципом Діє пропоноване пристрій, з тією лише різницею, що проміжних звукових сигналів і цифрової індикації воно не має, а показує тільки два стану: п'яний (звук триває до вимикання живлення) або не п'яний (немає звуку).
Схема "Алкотестера" з використанням датчика TGS-2620 наведена на рис.5.
Напруга живлення нагрівача для датчика В1 подається на його висновок 1, до загального дроту підключається висновок нагрівача 4. Для обробки вихідного сигналу датчика використовується компаратор DA2 (К554САЗ), який порівнює напруги на своїх входах. Неінвертуючий вхід компаратора підключається до висновку 2 датчика, а інвертується - до ланцюжку R2-R3-R4-R5, створює термокомпенсированное (за рахунок термістора R2) опорне напруга U0.
Операційний підсилювач DA1 з елементами VD1, R6, С2, R7, R9 забезпечує затримку 1...1,5 хв, необхідну для усунення помилкових спрацьовувань при включення живлення і проведення вимірювань. Без цієї затримки пристрій може включити звуковий сигнал незалежно від наявності парів алкоголю.
Коли зміна вихідної напруги В1 під дією парів алкоголю з концентрацією, що перевищує встановлену межу, викликає спрацьовування компаратора DA1, високий рівень на його виході забезпечує включення звукового капсуля з вбудованим генератором НА1 або іншого пристрою сигналізації.
Без термокомпенсирующей схеми сигнал датчика міг би змінюватися в діапазоні 600... 3400 ррт при заданому значенні концентрації парів спирту 1500 ррт (при навколишнього температурі 20°С і вологості 65%). Залежність відносного опору датчика від навколишньої температури зображена на рис.6.
Для термокомпенсації служить термістор R1. Напруга U0 може змінюватися в діапазоні 2,5...3,2 В при температурі навколишнього повітря +40°С і відносній вологості 65% і, відповідно, в діапазоні 1,9...3,1 при температурі -10°С.
Результати застосування термокомпенсирующего резистора представлені в таблиці.
Конденсатор С1 згладжує пульсації напруги при літанії пристрою від мережевого джерела харчування. Діод VD1 перешкоджає струму витоку оксидного конденсатора С2, Деталі. Терморезистор R1 - типу NTC. ММТ або аналогічний. Транзистор VT1 замінюється на КТ601, КТ603, КТ940 з будь-яким буквеним індексом, мікросхема DA1 - на КР140УД1208, КР140УД6. Діод VD1 - КД521, КД522 з будь-яким буквеним індексом. Оксидні конденсатори CI, С2 - типу К50-29 або аналогічні.
Звуковий випромінювач НА1 - будь-який з вбудованим генератором ЗЧ на напругу 5...12 Ст. Для додаткової світлової сигналізації паралельно капсюлю НА1 можна підключити світлодіод (типу АЛ307БМ або аналогічний з струмом до 10 мА) анодом до"+" харчування з послідовно приєднаних резистором опором 470...750 Ом. Джерело живлення приладу (якщо не використовувати батарею) - стабілізований, напругою 5 В (±5%). Струм споживання не перевищує 70 мА (без урахування світлодіодного індикатора). Крім датчика TGS-2620. е даній схемі можуть застосовуватися датчики фірми Murata TGS-880, TGS-2181 або TGS-822 (напруга живлення - 12...15 В).
Автор: А. Кашкаров, р. С. -Петербург