一種強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作裝置的設(shè)計(jì)

　0 引 言
　　
　　《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》第二十二條規(guī)定：“飲酒不得駕駛機(jī)動(dòng)車”，《中華人民共和國(guó)海船船員值班規(guī)則》第一百四十二條也規(guī)定：“嚴(yán)禁船員酗酒，值班人員在值班前4小時(shí)內(nèi)禁止喝酒，且值班期間血液中的酒精含量不得超過0．08％”。酒后駕駛機(jī)動(dòng)車和船員酒后值班的危害眾所周之，但一些機(jī)動(dòng)車駕駛員和船員總是存有僥幸心理，使得上述規(guī)定有時(shí)如同虛設(shè)。事實(shí)證明，禁止酒后駕駛機(jī)動(dòng)車和禁止酒后船員值班，僅僅依靠機(jī)動(dòng)車駕駛員和船員的自律是不行的。而機(jī)動(dòng)車和船舶都具有分布面廣，流動(dòng)性大的特點(diǎn)，完全依靠道路交通管理部門和海事部門的監(jiān)管，也有很大難度。為了解決酒后駕駛機(jī)動(dòng)車的問題，美國(guó)洛杉磯交通管理部門規(guī)定：酒后駕車除受到重罰外，還要花300美元在車上安裝一種裝置，這種裝置對(duì)酒味十分敏感，只要有酒味，車子就發(fā)動(dòng)不起來。同時(shí)規(guī)定這些受罰的司機(jī)不準(zhǔn)駕駛沒有這種裝置的汽車，否則就會(huì)被吊銷駕駛執(zhí)照。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，這種開放式的檢測(cè)方式，存在著難以克服的缺欠：當(dāng)打開車窗或者將檢測(cè)探頭遮掩住時(shí)，這種裝置會(huì)產(chǎn)生漏動(dòng)作；當(dāng)同乘的其他人員飲酒量大，車內(nèi)空氣酒精濃度高時(shí)，這種裝置會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作；在船舶的開放空間，這種裝置更是無能為力。針對(duì)上述問題，提出一種強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作的裝置。
　　
　　1 裝置的工作原理
　　
　　強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方框圖如圖1所示。主要由風(fēng)筒(見圖2)，酒精檢測(cè)儀、風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器、延時(shí)保持電路、兩個(gè)電壓比較器和一個(gè)電源控制器組成。兩個(gè)電壓比較器的兩個(gè)輸出信號(hào)，共同控制一個(gè)電源控制器。根據(jù)不同的需求，電源控制器控制著不同的終端。對(duì)于機(jī)動(dòng)車可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的電子點(diǎn)火器；對(duì)于小型船舶可以控制船舶啟動(dòng)系統(tǒng)的電源；對(duì)于大型船舶可以控制一個(gè)考勤機(jī)和報(bào)警器。

　　
　　該裝置的功能如下：把酒精檢測(cè)儀和風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器裝置在一個(gè)特制的風(fēng)筒內(nèi)，見圖2。圖2(a)是風(fēng)筒的靜態(tài)，圖2(b)是風(fēng)筒的動(dòng)態(tài)。風(fēng)筒的一端有風(fēng)門MR，另一端有風(fēng)門MC，風(fēng)門是有方向性的，只有從風(fēng)門MR端向風(fēng)筒內(nèi)吹入氣體，才可以把風(fēng)門MR和風(fēng)門MC吹開，見圖2(b)。停止吹氣后，風(fēng)門MR和風(fēng)門MC上的彈性部件，可使風(fēng)門MR和風(fēng)門MC自動(dòng)復(fù)位閉合，重新回到靜態(tài)，使吹入的氣體在風(fēng)筒的腔內(nèi)能夠保留Nj秒。

　　
　　Nj=nw+nj+n0
　　
　　式中：nw為酒精檢測(cè)儀的溫機(jī)時(shí)間，通常為5 s左右；ni為酒精檢測(cè)儀的檢測(cè)時(shí)間，通常為3 s左右；n0為設(shè)定的時(shí)間常數(shù)。
　　
　　當(dāng)吹動(dòng)風(fēng)門MR和風(fēng)門MC時(shí)，風(fēng)門MR或風(fēng)門MC的軸向位移，可以改變一個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。這個(gè)開關(guān)可以是一個(gè)光電開關(guān)，也可以是一個(gè)觸點(diǎn)式開關(guān)。開關(guān)狀態(tài)的變化可以產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。這個(gè)電信號(hào)也可由吹動(dòng)一只風(fēng)輪微型直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。各種形式的開關(guān)或者風(fēng)輪微型直流發(fā)電機(jī)，在這里稱之為風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器。
　　
　　在風(fēng)筒兩端的風(fēng)門MR和風(fēng)門MC的外側(cè)，均設(shè)有導(dǎo)流板L，層數(shù)不限。導(dǎo)流板L的作用是，可以使氣體順利通過，卻能阻止細(xì)桿狀物插入觸及風(fēng)門MR和風(fēng)門MC，以防止人為作弊。
　　
　　機(jī)動(dòng)車駕駛員或者船舶值班人員在吹動(dòng)風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器時(shí)，同時(shí)也進(jìn)行了酒精檢測(cè)。風(fēng)門MR和風(fēng)門MC的自動(dòng)復(fù)位閉合，保證了酒精檢測(cè)所需要的Nj秒時(shí)間。酒精檢測(cè)儀產(chǎn)生的控制信號(hào)由一個(gè)電壓比較器進(jìn)行比較，風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的控制信號(hào)，需要經(jīng)過延時(shí)保持電路延時(shí)Nf秒后再由另一只電壓比較器進(jìn)行比較。
　　
　　Nf=nw+nj+n1
　　
　　式中：n1為設(shè)定的時(shí)間常數(shù)。
　　
　　兩個(gè)電壓比較器的兩個(gè)輸出信號(hào)，共同控制一個(gè)電源控制器。只有兩個(gè)電壓比較器輸出的兩個(gè)控制信號(hào)同時(shí)為高電平時(shí)，電源控制器才能動(dòng)作，接通受控終端的電源。如果機(jī)動(dòng)車駕駛員或者船舶值班人員未吹動(dòng)風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，電壓比較器輸出的是低電平，如果酒精檢測(cè)儀檢測(cè)到酒精含量超限，電壓比較器輸出的也是低電平，這兩種情況都未能滿足兩個(gè)電壓比較器輸出的兩個(gè)控制信號(hào)同時(shí)為高電平的條件，所以電源控制器不能動(dòng)作，受控終端無法工作。

　2 具體實(shí)施方式
　　
　　下面結(jié)合圖2和圖3，詳細(xì)說明該裝置的細(xì)節(jié)和工作原理。

　　
　　該裝置主要是由酒精檢測(cè)儀P1，風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，延時(shí)保持電路D2，電壓比較器IC1，電壓比較器IC2，組成電源控制器的V1，V2，KL，報(bào)警電路P2，A和圖2的風(fēng)筒組成，這里的風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生由圖2中的風(fēng)門MC和一個(gè)光電開關(guān)組件E2組成。酒精檢測(cè)儀P1采用檢測(cè)到酒精時(shí)輸出高電平的接法，通過D1反相后到調(diào)節(jié)電位器RP，再連接到電壓比較器IC1的同相輸入端(+)，當(dāng)酒精檢測(cè)儀P1未檢測(cè)到酒精時(shí)，電壓比較器IC1輸出高電平，當(dāng)酒精檢測(cè)儀P1檢測(cè)到酒精時(shí)，電壓比較器IC1輸出低電平。強(qiáng)制檢測(cè)作用是由該裝置的結(jié)構(gòu)決定的，風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器和酒精檢測(cè)儀P1一起裝入特制的風(fēng)筒內(nèi)，見圖2，風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器E2的輸出電壓經(jīng)過延時(shí)保持電路D2的延時(shí)保持，加至電壓比較器IC2的同相輸入端(+)，要使電源控制器KL動(dòng)作，必須向風(fēng)筒內(nèi)吹氣，使風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器E2產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)。由于酒精檢測(cè)儀P1與風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器E2裝在同一風(fēng)筒內(nèi)，這樣在吹動(dòng)風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器風(fēng)門MC的同時(shí)，也就自然地作了酒精檢測(cè)。電壓比較器IC1和電壓比較器IC2的參考電壓均加至兩個(gè)比較器的反相輸入端(-)，參考電壓由R1，R2分壓取得。
　　
　　V1，V2和繼電器KL組成了電源控制器。在未進(jìn)行酒精檢測(cè)時(shí)，酒精檢測(cè)儀P1輸出低電平，其輸出信號(hào)經(jīng)D反相，電壓比較器IC1輸出高電平，VD1截止。風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器E2無電壓輸出，電壓比較器IC2輸出為低電平，VD2導(dǎo)通，V2導(dǎo)通，V1截止，繼電器KL不吸合，受控終端的電源不能接通，受控終端無法工作。
　　
　　當(dāng)從風(fēng)門MR端向圖2風(fēng)筒內(nèi)吹氣時(shí)，酒精檢測(cè)儀P1同時(shí)對(duì)所吹入的氣體進(jìn)行了酒精檢測(cè)，風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器E2會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，使電壓比較器IC2輸出高電平，VD2截止。此時(shí)若無酒精被檢出，則電壓比較器IC1保持高電平輸出，VD1截止。VD1，VD2均截止的情況下，V2截止，V1導(dǎo)通，電源控制器的繼電器KL通電吸合，受控終端可以工作。
　　
　　當(dāng)向圖2風(fēng)筒吹氣檢測(cè)到酒精含量超限時(shí)，酒精檢測(cè)儀P1輸出高電平，其輸出信號(hào)經(jīng)D反相，電壓比較器IC1輸出低電平，這時(shí)，VD1導(dǎo)通，V2導(dǎo)通，V1截止，繼電器KL不吸合，受控終端的電源不能接通，受控終端無法工作。
　　
　　V1，V2和繼電器KL控制著受控終端的電源。當(dāng)無酒精被檢測(cè)到時(shí)，V2截止，V1導(dǎo)通，繼電器KL通電吸合，可以接通受控終端的電源，受控終端可以工作。當(dāng)檢測(cè)到酒精含量超限時(shí)，繼電器KL不吸合，受控終端的電源不能接通，受控終端無法工作。
　　
　　當(dāng)向圖2風(fēng)筒吹氣檢測(cè)到酒精含量超限時(shí)，酒精檢測(cè)儀P1輸出高電平，其輸出信號(hào)加至型號(hào)為TW8778的電子開關(guān)E1的控制端，使電子開關(guān)閉合，接通報(bào)警發(fā)聲電路P2，A的工作電源。報(bào)警發(fā)聲電路P2被觸發(fā)后，會(huì)連續(xù)不斷的發(fā)出警告語，經(jīng)功放電路A放大后，由揚(yáng)聲器B放出。
　　
　　機(jī)動(dòng)車、小型船舶和大型船舶的受控終端各有不同。
　　
　　機(jī)動(dòng)車的受控終端為電子點(diǎn)火器A。當(dāng)被檢測(cè)人員呼出的氣體酒精含量正常時(shí)，機(jī)動(dòng)車的電子點(diǎn)火器可以點(diǎn)火，機(jī)動(dòng)車可以啟動(dòng)。當(dāng)被檢測(cè)人員呼出的氣體酒精含量超標(biāo)時(shí)，機(jī)動(dòng)車的電子點(diǎn)火器接地，機(jī)動(dòng)車無法啟動(dòng)。
　　
　　小型船舶的受控終端為船舶啟動(dòng)系統(tǒng)的電源B。當(dāng)船舶值班人員呼出的氣體酒精含量正常時(shí)，船舶啟動(dòng)系統(tǒng)的電源可以接通，船舶可以啟動(dòng)。當(dāng)被檢測(cè)人員呼出的氣體酒精含量超標(biāo)時(shí)，船舶啟動(dòng)系統(tǒng)的電源無法接通，船舶無法啟動(dòng)。
　　
　　大型船舶的受控終端可以是一個(gè)考勤機(jī)C和報(bào)警器。當(dāng)船舶值班人員呼出的氣體酒精含量正常時(shí)，考勤機(jī)定時(shí)器的電源接通，考勤機(jī)在定時(shí)器設(shè)定的合理時(shí)間內(nèi)正常工作，值班人員可以打卡，記錄為值班。當(dāng)船舶值班人員呼出的氣體酒精含量超標(biāo)時(shí)，考勤機(jī)定時(shí)器的電源無法接通，考勤機(jī)無法工作，值班人員不能打卡，不能記錄為值班。同時(shí)報(bào)警器報(bào)警通知船長(zhǎng)。
　　
　　3 結(jié) 語
　　
　　本文提出的強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作的裝置，對(duì)于解決酒后操船駕車問題，有一定的實(shí)用價(jià)值(本發(fā)明已申報(bào)專利)。但若具體實(shí)施，還需要有相關(guān)部門的政策法規(guī)配合，此問題已超出本文的討論范圍，故在這里不做深入討論。