Probe智能便携式酒精检测仪的研发

Probe智能便携式酒精检测仪的研发

摘要：随着电子信息产业的飞速发展，传感器技术逐渐成熟，生活中应用广泛。因此，高精度，高可靠性，微型化，微功耗无源化和智能数字化成为其发展方向。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性

好的优点。但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求较高，制造的难度相当大，

材料成本也非常高，因此价格相当昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍，所以将

来应用半导体制造酒精传感器已经成为了必然趋势。

关键词：酒精检测；半导体传感器；节能

一、背景及意义

中国平均每年因道路交通事故死亡的有九万多人（相当于每天一架飞机的乘客）国外的交通事故致死率大大低于我国，其中,美国的致死率为1．3％,日本的

致死率为0．9％，而我国的致死率平均为27．3％。中国平均每年因道路交通事

故死亡的有九万多人当中，又有大概两万多人死于酒后驾驶，约占总数的四分之一。所以，严厉打击酒后驾驶已经成为保证人们生命财产安全的重要手段。因此

酒精的测量在交通管理以及日常生活中具有极为重要的作用。严厉打击饮酒、醉

酒驾驶已经获得了国家的政策和法律支持，传统的抽血测量具有时效性差、不方

便等多方面的缺点，为了保障人民的生命财产安全，设计一款能快速准确测出驾

驶员体内酒精含量的仪器，能在很大程度上保证道路行驶的安全性。酒精检测仪

的设计与使用有着重要的作用，也有着相当好的前景和意义，以满足社会的需要。

在国外，美国新墨西哥州已经研制了一种皮肤血管酒精检测仪，将红外光照

射在驾驶员的皮肤上，根据反射的红外光程度可快速准确地推算出酒精含量，检

测结果在60秒内完成，比呼出气体酒精含量检测仪更便捷。瑞典公路管理局资

助开发的非接触红外呼气酒精旨在10cm-15cm远距离测量当事人呼出气体的酒精浓度。俄罗斯一家公司研制了一种激光酒精检测仪，由发射的一束专用激光，透

过汽车挡风玻璃从而可以自动检测车内中的酒精含量。与现行的呼气酒精检测仪

相比，非接触式酒精检测仪的主要优点是：不接触当事人皮肤和口腔，减少疾病

传播；无需当事人主动参与；提高检测工作效率，减少现场警力，消除目前酒后

驾驶抽查的随机性。但是，皮肤血管酒精检测仪、非接触红外呼气酒精检测仪、

激光酒精检测仪的相关技术还处在检测阶段，技术并不成熟，况且相关材料成本高、价格昂贵。所以这些产品能否推向市场还是一个未知数，就目前而言，以半

导体作为传感器的酒精测量仪必定能在未来很长的一定时间内占据可观的市场份额。

二、总体设计方案

拟设计的probe智能便携式酒精检测仪是一款半导体传感器检测仪，能快速

准确的测出人体内酒精含量。具有双屏显示、数字显示结果并带有提示音、红光

背光灯、快速反应和恢复、自动关机、时钟和闹铃、温度显示、倒计时等八大产

品功能；且时效性好、方便携带、高可靠性、操作过程简单易学、便捷高性能等

优势。既可以弥补市场上酒精检测仪高成本，操作繁琐性能低等功能上的不足，

又可以保障道路行驶的安全性，保障人民的生命财产安全，满足社会的需要。、三、工作原理与性能分析

（一）原理图设计

图 1设计原理图

本产品采用半导体传感器进行气体内酒精含量的检测，其设计原理图如上所示。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪精度高，稳定性、抗干扰性更好。但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求高，制造的难度相当大，材料成本

也非常高，因此价格十分昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍，所以应用半导体

制造酒精传感器是最佳选择。

（二）动态笔段式LCD 面板结构

动态笔段式LCD是近年来出现的一种新型的LCD驱动型式，与传统的静态驱

动式LCD相比，其外部引脚的数量大大减少，电路结构大为简化，但相应的控制

程序比较复杂。图2为3位半、4背极、39笔段的动态笔段式LCD的面板结构图。（三）产品构成

拟设计的probe智能便携式酒精测量仪由吹气口、电源开关、LCD显示屏、

电池盒四个部分组成。本产品具有独特的产品性能，并且操作过程简单易学。

该技术不仅解决了酒精检测仪性能问题，还解决了原材料成本高的问题。对

于probe智能便携式酒精检测仪的生产，目前生产方式主要是半导体传感器、吹

气口、电源开关、LCD显示屏、电池盒、等的组装。

四、特色和创新点

1. 采用半导体传感器进行气体内酒精含量检测，测量范围大，精度高，预热

时间短，反应灵敏。

2.低功耗节能设计，预热模式失败或在测试结果显示十秒之后不进行其它操作，将显示OFF 字样3秒钟，然后酒精测试仪会关机，节省电池电量。

3.具备酒精检测、双屏显示、数字显示结果并带有提示音、红光背光灯、快

速反应和恢复、自动关机、时钟和闹铃、温度显示、倒计时等八大产品功能。

4.整个酒精检测仪长只有105MM长，45MM宽，差不多只有一个苹果8的大小，携带方便。

5.具有独有的时钟功能。按MOD键进行功能切换，开机默认为时钟模式，按

一次为闹钟模式，再按一次为显示温度，再按一次是倒计时模式。该时钟功能包

括倒计时功能设定、温度计显示、闹钟功能设定、时钟功能设定四个部分。

6.国家政策的全力支持与社会的必然趋势。

7.节能、高效、灵活和环保。

参考文献：

[1]岳睿.呼吸式酒精传感器的研究进展[J].化学传感器，2006 (3): 6-9.

[2]刘丰年.气体传感器测试系统[D].吉林:哈尔滨理工大学，2003

[3]刘存.现代检测技术[M].北京:机械工业出版社, 2005, 9

[4]段念.软件性能测试过程详解与案例剖析[M].北京:清华大学出版社, 2006, 10

[5]何希才.传感器技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005.

[6]何希才《常用集成电路实用实例》电子工业出版社，2007.

本文是国家大学生创业训练“probe智能便携式酒精测量仪的研发”（项目编号：202010595240）项目成果

作者简介：何晴（1998.12-），女，汉，广西玉林，本科桂林电子科技大学电子

信息专业学生