DE1298311B - Vorrichtung zum Abmessen von Proben menschlichen Ausatem-Gasgemisches und zum Zufuehren desselben zu einem Atemalkohol-Pruefroehrchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Abmes- tätigen Einschaltung eines Antriebes für die genannte sen von Proben menschlichen Ausatem-Gasgemisches Pumpe enthalten, so daß diese in Betrieb gesetzt wird, und zum Zuführen desselben zu einem Atemalkohol- sobald die Atemprobenkammer gefüllt ist.

Prüfröhrchen, das eine Atemprobenkammer mit be- Die Einrichtung nach der Erfindung kann außer

stimmten Maximalvolumen aufweist. 5 den soeben aufgezählten Merkmalen noch weitere

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 757 816 Merkmale aufweisen, auf Grund derer sie hinsichtist es bereits bekannt, Atemalkohol-Prüfröhrchen der- lieh ihrer Wirkungsweise noch in weitergehenderem art an einen Gasmeßbeutel anzuschließen, daß auf Maße selbsttätig wird. So kann beispielsweise im Grund des begrenzten Fassungsvermögens des Gas- Atemeinlaßkanal ein Ventil angeordnet sein, welches meßbeutels eine bestimmte Atemluftmenge durch das io bei Umgebungstemperatur geschlossen ist, welches Prüfröhrchen geleitet wird. sich jedoch öffnet und dem in die Einrichtung ein-

Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch den zublasenden Atem den Weg freigibt, sobald die EinNachteil, daß sowohl die Atemluft zu Beginn der richtung auf Sie vorgeschriebene Temperatur aufge-Ausatmung als auch die zur Messung einzig ver- heizt worden ist. Außerdem kann beispielsweise eine wendbare Alveolarluft durch das Prüfröhrchen ge- 15 Einrichtung vorgesehen sein, mit deren Hilfe die geleitet werden, so daß keine reproduzierbare Menge nannte Pumpe selbsttätig abgeschaltet wird, sobald von Alveolarluft festgelegt werden kann. Demgemäß die in der Atemprobenkammer enthalten gewesene ermöglicht die bekannte Vorrichtung im wesentlichen Atemprobe vollständig aus dieser ausgestoßen wornur qualitative Meßergebnisse. den ist.

Andererseits sind auch Atemgas-Analysegeräte be- 20 Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungs-

kanntgeworden, bei welchen eine Atemprobe eines form einer Einrichtung nach der Erfindung weist die

bestimmten Volumens von einem beheizten Behälter Atemprobenkammer zwei mit ihren Basenrändern

aus durch ein Gefäß geleitet wird, welches eine ver- aneinandergefügte,.. im wesentlichen kegelförmige

dünnte Lösung von Kaliumbichromat in 50prozen- Schalen auf, zwischen welchen die aus biegsamem

tiger Schwefelsäure enthält. Die Reduktion des 25 Werkstoff bestehende Membran derart eingespannt

Kaliumbichromats durch den in der Atemprobe ent- ist, daß sie sich bei zusammengefalteter Atemproben-

haltenen Alkohol wird sodann photometrisch gemes- kammer innig an die eine Kegelschale, bei aufge-

sen. Die Genauigkeit solcher Atemgas-Analysegeräte blähter Atemprobenkammer jedoch innig an die

ist zwar zufriedenstellend, doch ist das benutzte andere Kegelschale anschmiegen kann.

Reagenz so ätzend, daß es von der Bedienungsperson 30 Die Membran ist aus einem geeigneten, gegen-

mit größter Sorgfalt gehandhabt werden muß. Außer- über Alkohol widerstandsfähigen Werkstoff, bei-

dem bereitet es auch bei diesen Geräten Schwierig- spielsweise aus einem geeigneten Polyester hergestellt,

keiten, eine normgerechte Alveolaratemprobe zu ent- Die Schließung der Entlüftungsöffnung und die

nehmen, was mittels eines in einem Zylinder ver- Öffnung des zur Atemprobenkammer führenden Ven-

schiebbaren Kolbens erfolgt. 35 tils kann mittels einer Einrichtung erfolgen, die ein

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst wer- in einer Verlängerung des Einlaßkanals gelegenes

den, mit einem auch durch unausgebildete Personen Zumeßventil aufweist, welches den Zugang in eine

bedienbaren Gerät quantitativ auswertbare Meßer- aufblähbare Kammer freigibt, die ihrerseits eine

gebnisse mit zufriedenstellender Genauigkeit zu er- Membran aufweist, die einen Hebel betätigt, der je-

zielen. 40 weils zunächst ein die Entlüftungsöffnung zur Außen-

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe geht die Er- atmosphäre hin abschließendes Ventil betätigt und findung von einer Vorrichtung zum Abmessen von dann das in die Atemprobenkammer hineinführende Proben menschlichen Ausatem-Gasgemisches und Ventil öffnet. Der genannte Hebel kann zwei Hebelzum Zuführen desselben zu einem Atemalkohol- arme aufweisen, deren einer die genannten Ventile Prüfröhrchen aus, das eine Atemprobenkammer be- 45 betätigt, während deren anderer eine Entlüftungsstimmten Maximalvolumens aufweist. Gemäß der Öffnung eines Kanals freigibt, über welchen die geErfindung ist eine solche Vorrichtung durch eine in nannte Pumpe auf die eine Seite der Atemprobender Atemprobenkammer befindliche Membran, die kammermembran arbeitet bzw. diese wieder verdurch den eingeblasenen Atem aus einer Ausgangs- schließt, sobald der Hebel beim Aufhören des Atemstellung in eine Endstellung gebracht wird, in welcher 50 einblasens in die Einrichtung wieder in seine Ausdie Atemprobenkammer eine Atemprobe von be- gangsstellung zurückkehrt.

stimmtem Volumen enthält, ferner durch ein Ventil, Die erfindungsgemäße Einrichtung ist so kondas die Atemprobenkammer zunächst abschließt, so struiert, daß sie zusammen mit einem Alkoholgedaß der anfangs über einen Atemeinlaßkanal einge- haltsbestimmungsgerät von der Art eines Prüfröhrblasene Atem über eine Entlüftungsöffnung ent- 55 chens benutzt werden kann, welches unter dem weicht, weiter durch eine auf Druck ansprechende Namen »Kitagawarohr« bekanntgeworden ist. Dieses Vorrichtung, die nach Erreichen eines bestimmten Gerät besteht aus einer Glasröhre von geringem Atemdruckes die Entlüftungsöffnung schließt und das Innendurchmesser, welche Kieselerde enthält, die Ventil öffnet, so daß nun Atemluft in die Atem- ihrerseits wiederum als Träger für ein Reagens dient, probenkammer einströmen kann, und durch eine bei 60 welches im wesentlichen aus wasserfreier Chromgefüllter Atemprobenkammer in Tätigkeit setzbare säure besteht, die normalerweise gelb ist, sich jedoch Pumpe gekennzeichnet, welche eine Bewegung der bei Reduktion durch Alkohol in einen bläulich-grauen Membran herbeiführt, wodurch die in der Atem- Farbton verfärbt. Bei derartigen Prüfröhrchen gibt probenkammer enthaltene Atemluft über eine Lei- jeweils die Länge der Verfärbung des Rohrinhaltes rung einem Alkoholgehaltsbestimmungsgerät zugelei- 65 ein Maß für die Menge des durch das Rohr hindurchtet wird. geführten Alkohols an.

Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise an

nach der Erfindung einen Druckschalter zur selbst- Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.

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Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungs- schlossen, welches den Durchgang der Atemluft durch form einer Einrichtung nach der Erfindung weist die Entlüftungsöffnung 12 zur Außenatmosphäre

eine Atemprobenkammer auf, die von zwei flachen, steuert. Der Vertikalschenkel 22 des Winkelhebels

kegelstumpfförmigen Schalen 1, 2 aus dünnem Alu- ist an seinem oberen Ende mit einer Ventilpfanne

miniumblech umfaßt wird, die an ihren Basen mit- 5 25 versehen, welche das obere Ende eines Rohres

einander verbunden sind und zwischen sich eine 26 abzuschließen vermag, das seinerseits am oberen

Membran 3 aus Polyäthylenterephthalat von einer Ende der Kegelschale 2 in diese hineinmündet. Vom

Dicke von 0,0508 mm halten. Die Membran 3 ist so Rohr 26 zweigt ein Abzweigrohr 27 ab, welches zu

geformt, daß sie, wenn die Atemprobenkammer zu- einer Pumpe 27 α führt.

sammengefaltet ist und folglich das Volumen Null io Die Atemprobenkammer ist außerdem an der hat, innig an der Innenfläche der unteren Kegel- unteren Kegelschale 1 an ein dünnes Rohr 28 angeschale 1 anliegt und daß sie, wenn die Atemproben- schlossen, welches über ein Rückschlagventil 29 zu kammer auf ihr volles Volumen aufgebläht ist, nach einem Druckschalter führt, der bei 30 schematisch außen ausgestülpt wird, um in ähnlicher Weise an der angedeutet ist und zur Schaltung der Pumpe 27 a Innenfläche der oberen Kegelschale 2 anzuliegen. 15 dient. Das Rohr 28 weist einen Auslaß 31 auf, an wel-

Der Zugang zur Atemprobenkammer befindet sich chen ein Alkoholgehaltsbestimmungsgerät 32 von der

am tiefsten Punkt der unteren Kegelschale 1 und ist Art eines Prüfröhrchens angeschlossen werden kann,

normalerweise durch ein Pilzkegelventil 4 abgeschlos- Die soeben beschriebene Einrichtung arbeitet fol-

sen, welches durch eine in der Zeichnung nicht dar- gendermaßen:

gestellte Belastungsfeder an seinen Sitz angedrückt »o Sobald die Einrichtung auf die vorgeschriebene wird. Ein Schaft 5 dieses Ventils ist gasdicht aus Temperatur aufgeheizt ist, was durch eine Anzeigeeiner Röhre 6 herausgeführt, die ihrerseits sowohl lampe angezeigt wird, öffnet sich das Ventil 9, so mit der öffnung der unteren Kegelschale 1 als auch daß der in das Vertikalrohr 8 eingeblasene Atem mit einer horizontalen Röhre 7 Verbindung hat, die über das Horizontalrohr 7 und die Verlängerungsnach links in der dargestellten Weise in ein vertikales 35 rohre 11 und 14 sowie über das Zumeßventil 15 in Rohr 8 einmündet, welches seinerseits aus der Ein- die Schale 17 gelangt und dort die Membran 18 und richtung hinausragt und in welches der Atem durch die Scheibe 19 in die durch gestrichelte Linien angedie Testperson eingeblasen wird. Das horizontale deutete Stellung anhebt. Diese Bewegung überträgt Rohr 7 und das vertikale Rohr 8 bilden also zu- sich auf den oben beschriebenen Winkelhebel, der sammen einen Atemeinlaßkanal. Im Rohr 8 ist ein 30 folglich um seinen Drehpunkt 21 so verschwenkt in der Zeichnung nicht dargestelltes herausnehmbares wird, daß sein Horizontalschenkel 20 sich in die Filter angeordnet. durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung ver-

Bei normaler Zimmertemperatur ist das Rohr 7 schwenkt, in welcher er das Ventil 13 verschließt, durch ein Ventil 9 abgeschlossen, welches verhindert, Sobald das Ventil 13 sich geschlossen hat, schlägt der daß der in das vertikale Rohr 8 eingeblasene Atem 35 Hebelarm 20 an den Ventilschaft 5 an und öffnet in die Atemprobenkammer gelangt. Das Ventil 9 dadurch das Pilzkegelventil 4, so daß nunmehr Atemöffnet sich mittels eines Elektromagneten 10, welcher luft in die Atemprobenkammer eintreten kann. Es dann in Tätigkeit tritt, wenn die Einrichtung durch wird bemerkt, daß, bevor das Ventil 4 geöffnet wird, eine Heizspirale 10 a auf ihre vorgeschriebene der in die Einrichtung eingeblasene Atem das ge-Arbeitstemperatur aufgeheizt ist. Sobald dies der Fall 40 samte Kanalsystem der Einrichtung bereits durchist, wird eine in der Zeichnung nicht dargestellte spült hat. Bei dem nunmehr in die Einrichtung nachSignallampe abgeschaltet, so daß die Bedienungs- strömenden Atem handelt es sich infolgedessen um person sieht, daß sich die Einrichtung nunmehr auf Alveolaratem, der nunmehr über das Ventil 4 in die der vorgeschriebenen Arbeitstemperatur befindet. Atemprobenkammer gelangt.

Das Rohr 7 geht nach rechts in eine horizontale 45 Die Atemprobenkammer ist zunächst zusammen-Verlängerung 11 des Atemeinlaßkanals über, welche gefaltet, in welchem Zustand die Membran 3 innig zu einem Entlüftungskanal 12 führt, der seinerseits an der unteren Kegelschale 1 anliegt. Wenn die durch ein Ventil 13 verschließbar ist. Dieser Ent- Atemluft in die Atemprobenkammer eintritt, wird lüftungskanal verlängert sich nach unten in einen die Membran 3 so lange nach oben aufgebläht, bis Kanal 14, in welchem ein Zumeßventil 15 angeordnet 50 sie innig an der oberen Kegelschale 2 anliegt, woist, mit dessen Hilfe eine bestimmte Menge des abge- durch sichergestellt ist, daß das Volumen der zu nommenen Atems einem Ventilbetätigungsmechanis- untersuchenden Atemluft einen bestimmten, genau mus zugemessn wird. Der Verlängerungskanal 14 begrenzten und bekannten Wert hat. Sobald die geht in eine enge Röhre 16 über, die in einer schalen- Membran 3 sich an die Kegelschale 2 angeschmiegt förmigen Kammer 17 mündet, welche ihrerseits durch 55 hat, steigt der Druck im Rohr 28, so daß nunmehr eine Membran 18 abgeschlossen ist, an deren Ober- der Druckschalter 30 einen elektrischen Stromkreis fläche eine Metallscheibe 19 angeordnet ist. Die in schließt und dadurch eine Signallampe betätigt, die die Kammer 17 eingelassene Luft hebt die Membran anzeigt, daß die Testperson nunmehr keinen Atem 18 und die Scheibe 19 in eine in der Zeichnung in mehr in die Einrichtung einzublasen braucht. Sobald gestrichelten Linien angedeutete Stellung an. Die 60 die Testperson mit dem Einblasen von Atem aufScheibe 19 ist am horizontalen Arm 20 eines L-för- hört, kehrt das Ventil 4 unter seiner Federbelastung migen Winkelhebels angeordnet, dessen Drehpunkt in seine Schließstellung zurück, so daß nunmehr in bei 21 angedeutet ist und dessen Vertikalschenkel 22 der Atemprobenkammer eine bestimmte Atemnormalerweise von einer Zugfeder 23 in einer Stel- probenmenge eingeschlossen ist. Gleichzeitig kehrt lung gehalten wird, die in der Zeichnung durch voll 65 der Winkelhebel 22 in seine Ausgangslage zurück, ausgezogene Linien dargestellt ist. Der Horizontal- wodurch das Rohr 26 durch die Ventilpfanne 25 abschenkel 20 des Winkelhebels ist an seinem rechten geschlossen wird. Der im Rohr 28 auftretende Druck-Ende an einen Ventilschaft 24 des Ventils 13 ange- anstieg und die dadurch erfolgende Betätigung des

Druckschalters 30 bewirkt außerdem, daß infolge Schließung des genannten Stromkreises auch die Pumpe 27 α in Tätigkeit gesetzt wird. Die Tätigkeit dieser Pumpe drückt ihrerseits wiederum die Membran 3 nach unten in ihre Ausgangsstellung, so daß nunmehr die in der Atemprobenkammer eingeschlossene Atemprobe durch die enge Röhre 28 hindurch in das Prüfröhrchen 32 eingeblasen wird, in welchem nunmehr der in der Atemprobe enthaltene Alkohol reagiert und eine Verfärbung des Rohres hervorruft. Das Rückschlagventil 29 und der große Durchströmwiderstand des Prüfröhrchens 32 stellen sicher, daß am Druckschalter 30 kein Druckabfall auftritt und folglich die Pumpe 27 α so lange in Tätigkeit gehalten wird, wie die Ventilpfanne 25 das Rohr 26 abgeschlossen hat und infolge der Pumpentätigkeit und des dadurch bewirkten Ausstoßes der abgenommenen Atemprobe aus der Atemprobenkammer der Druckanstieg im Rohr 28 aufrechterhalten wird. Wenn die ganze Atemprobe vollständig aus der Atemprobenkammer ausgestoßen und durch das Prüfröhrchen 32 hindurchgetrieben ist, fällt der Druck am Druckschalter 30 ab, und die Pumpe 27 α wird infolgedessen automatisch abgeschaltet.

Die Atemprobenkammer ist zweckmäßig so be- as messen, daß sie in der Praxis eine Atemprobe von 100 cm³ aufzunehmen vermag. Die Einrichtung ist zweckmäßig in einem Fach eines Kastens untergebracht, der außerdem in einem anderen Fach die elektrische Ausrüstung einschließlich der Pumpe 27 a, Neonlampen, einen Transformator, Relais und andere elektrische Geräte aufnimmt. Zur Aufheizung der Einrichtung können zwei in Serie geschaltete elektrische Heizspiralen zu je 65 Watt benutzt werden, die, sobald die Einrichtung aufgeheizt ist, in Serie mit einer Heizspirale zu 25 Watt geschaltet werden, so daß nunmehr die Wärmezufuhr auf etwa 12 Watt begrenzt wird, wodurch die in der Einrichtung herrschende Temperatur mittels eines Thermostaten auf 60 ± 2° C gehalten werden kann.

Wie ohne weiteres einzusehen ist, wird unabhängig davon, ob die Testperson die Atemprobe in Form eines einzigen Atemstoßes einbläst oder ob sie in mehreren kurzen Atemstößen die Atemprobe abgibt, stets dasselbe Atemvolumen in der Atemprobenkammer gesammelt, bevor die Signallampe aufleuchtet. Atmet die Testperson in kurzen, schnellen Atemstößen, so daß ein einziger Atemstoß nicht ausreicht, um die Atemprobenkammer zu füllen, so schließt das Ventil 4 die Atemkammer jedesmal bei Beendigung eines Atemstoßes und öffnetjwieder, sobald der nächste Atemstoß einsetzt, bis die Ätemprobenkammer vollgefüllt ist und somit die erforderliche Atemmenge in der Atemprobenkammer gespeichert ist.

Der gesamte Vorgang des Durchspülens der Einrichtung mit Atemluft, des Abnehmens einer bestimmten Atemprobenmenge von der Testperson und des Ausstoßens überflüssiger Atemluft aus der Einrichtung sowie des Analysierens der abgenommenen Alveolarluftprobe vollzieht sich also selbsttätig und nach genormten Richtlinien und kann weder von der Bedienungsperson noch von der Testperson beeinflußt werden. Die Tätigkeit der Bedienungsperson beschränkt sich auf das Abtrennen der versiegelten Rohrenden vom Prüfröhrchen 32, auf das Einführen des Prüfröhrchens in den Anschlußstutzen der Einrichtung, auf die an die Testperson zu richtende Aufforderung, so lange in ein Mundstück hineinzublasen, bis an der Einrichtung ein rotes Signallicht aufleuchtet, und dann die Länge der Verfärbung am Prüfröhrchen abzumessen.

Die Verfärbung des Prüfröhrchens kann im Tageslicht ohne weiteres wahrgenommen werden. Die Einrichtung kann jedoch mit einer eingebauten Beleuchtung versehen sein, damit auch Ablesungen in der Dunkelheit vorgenommen werden können. Die Ablesung der Verfärbungslänge am Prüfröhrchen ergibt Meßwerte in Einheiten von jeweils 1 mg/100 cm³ Blutalkoholgehalt.

Die Enden des Prüfröhrchens können nach erfolgter Ablesung wieder versiegelt werden, was beispielsweise durch Aufsetzen von Gummikappen geschehen kann, so daß die Verfärbung des Prüfröhrchens auf die Dauer von mehreren Wochen unverändert gehalten werden kann und gegebenenfalls als Beweis vor Gericht benutzt werden kann. Dieser Umstand stellt gegenüber den bisher bekannten Meßverfahren einen wesentlichen Vorteil dar, bei welchen eine teuere und schwer zu bedienende Einrichtung benutzt werden muß, um als Beweismittel taugliche Ergebnisse festhalten zu können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abmessen von Proben menschlichen Ausatem-Gasgemisches und zum Zuführen desselben zu einem Atemalkohol-Prüfröhrchen, mit einer Atemprobenkammer bestimmten Maximalvolumens, gekennzeichnet durch eine in der Atemprobenkammer befindliche Membran (3), die durch den eingeblasenen Atem aus einer Ausgangsstellung in eine Endstellung gebracht wird, in welcher die Atemprobenkammer eine Atemprobe von bestimmtem Volumen enthält, ferner durch ein Ventil (4), das die Atemprobenkammer zunächst abschließt, so daß der anfangs über einen Atemeinlaßkanal (6,7, 8) eingeblasene Atem über eine Entlüftungsöffnung (12) entweicht, weiter durch eine auf Druck ansprechende Vorrichtung (13 ... 25), die nach Erreichen eines bestimmten Atemdruckes die Entlüftungsöffnung (12) schließt und das Ventil (4) öffnet, so daß nun Atemluft in die Atemprobenkammer einströmen kann, und durch eine bei gefüllter Atemprobenkammer in Tätigkeit setzbare Pumpe (27 d), welche eine Bewegung der Membran (3) herbeiführt, wodurch die in der Atemprobenkammer enthaltene Atemluft über eine Leitung (28, 29, 31) einem Alkoholgehaltsbestimmungsgerät (32) zugeleitet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Druckschalter (30) zur selbsttätigen Einschaltung eines Antriebes für die Pumpe (27 a), sobald die Atemprobenkammer gefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (10 a), mittels welcher die von dem eingeblasenen Atem durchströmten Kanäle und Räume auf einer Temperatur über dem Taupunkt des Atems gehalten werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemeinlaßkanal (6, 7, 8) mittels eines temperaturabhängig betriebenen Ventils (9) verschließbar ist, welches bei der richtigen Betriebstemperatur selbsttätig öffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen