酒精测试仪的设计与制作摘要本文设计了小型的手持酒精测试仪，交通警察可用其对司机是否酒后驾驶和酗酒进行勘查。
介绍了基于酒精气敏传感器TGS813、LED显示驱动芯片的酒精测试仪的设计, 详述了该仪器的主电路和工作原理, 重点介绍了酒精测试的方法，并通过实验给出了本设计实验数据。
本设计的目的是研制一种可以用5v电池供电，体积小，反应灵敏成本较低的可供交通警察使用的手持酒精测试仪。
实验结果证明，由于采用了进口传感器，该仪器效果理想，反应灵敏，精度较高，性能稳定，且能提供一定的科学依据。
关键词：酒精传感器/LED显示驱动/气敏元件Design and Manufacture of Ethyl Alcohol Instrument SurveysABSTRACTThis article has designed the small hand-hold ethyl alcohol reflect scope reflector, whether traffic police after the driver liquor driving and the excessive drinking carry on the investigation.Introduced based on ethyl alcohol gas sensor TGS813, the LED demonstration actuation chip's ethyl alcohol reflect scope reflector's design, has related in detail this instrument's main circuit and the principle of work, introduced with emphasis the ethyl alcohol test's method, and has given this designed experiment data through the experiment. This design's goal is develops one kind to be possible to use 5v the battery power supply, the volume to be small, responded that the keen cost low may supply the hand-hold ethyl alcohol reflect scope reflector which traffic police uses.The experimental result proved that because used imported the sensor, this instrument effect was ideal, responds keenly, the precision was high, stable property, and could provide certain scientific basis.Key word:ethyl alcohol sensor, LED demonstrates the actuation, gas sensors目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 酒精测试仪的国内外现状 (1)1.2 酒精测试仪的发展 (2)1.3人体酒精含量常用表示方法 (3)1.4 计量检测标准和相关法规 (3)1.5 气体传感器 (5)2 本设计主要单元器件 (7)2.1 乙醇气体传感器TGS813 (7)2.1.1 TGS813主要功能及技术参数 (7)2.1.2 TGS813低温性能测试分析及应用 (8)2.1.3 TGS813 的非线性分析 (9)2.2 LED显示驱动LM3914芯片 (11)2.2.1 LM3914芯片简介 (11)2.2.2 LM3914的内部框图 (11)2.3 稳压电源7805 (12)3 电路原理图及分析 (14)4 电路后期调试 (16)5 实验数据及分析 (16)致谢......................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 (18)酒精测试仪的设计与制作1 绪论机动车驾驶人员“酒后驾车”及“醉酒驾驶”极易发生道路交通事故，严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全。
人饮酒后，酒精通过消化系统被人体吸收，经过血液循环，约有90%的酒精通过肺部呼气排出，因此测量呼气中的酒精含量，就可判断其醉酒程度。
本设计采用气体传感器元件TGS813来探测酒精气体，再通过LED 显示驱动芯片lm3914来驱动十个LED，根据探测到的酒精气体浓度的不同，点亮不同数目的LED来显示出被测个体的醉酒程度。
1.1 酒精测试仪的国内外现状可以对气体中酒精含量进行检测的设备有五种基本类型，分别是燃料电池型(电化学)、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型。
由于价格和使用是否方便等因素所决定，目前普遍使用的只有燃料电池型(电化学型)和半导体型两种。
这两种能够制造成便携型呼气酒精测试器，适合于现场使用。
（1）燃料电池型燃料电池型呼气酒精测试仪采用燃料电池酒精传感器作为气敏元件，它属于电化学类型，因此又称为电化学型。
燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染。
作为酒精传感器只是燃料电池的一个分支。
燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满了特种催化剂，它能使进人燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上。
此电压与进人燃烧室内气体的酒精浓度成正比，这就是燃料电池型呼气酒精测试仪的基本工作原理.（2）半导体型半导体型采用氧化锡半导体作为传感器，这类半导体器件具有气敏特性，当接触的气体中其敏感的气体浓度增加，它对外呈现的电阻值就降低，半导体型呼气酒精测试仪就是利用这个原理做成的。
这种半导体在不同工作温度时，对不同的气体敏感程度是不同的，因此半导体型呼气酒精测试仪中都采用加热元件，把传感器加热到一定的温度，在该温度下，该传感器对酒精具有最高的敏感度。
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、抗干扰性好的明显优点。
但遗憾的是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，目前世界上只有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产。
因其材料成本高(相当于半导体酒精传感器的几十倍)，所以价格相当昂贵，导致燃料电池型酒精测试仪的价格是半导体型酒精测试仪好几倍的事实。
目前呼出气体中酒精含量检测一般采用酒精传感器，国外使用燃料电池型较多，精度高但价格昂贵，国内普遍采用半导体型酒精传感器。
根据我国公安部标准GA307"- 2 001“呼出气体酒精含量探测器”的要求，酒精探测器对2.00 m g/L正己烷的输出值必须小于0.04 m g/L酒精输出值，目前国内市场上半导体型传感器一般无法达到这一要求。
1.2 酒精测试仪的发展在美国，呼气酒精含量检测分为“证据性呼气酒精测试(Evidential Breath Alcohol Testing)”和“初步呼气酒精测试(Preliminary Breath Alcohol Testing)”两类。
前者又称为“确认性测试(Confirmatory Test)”，后者又称为“初试性测试(Screening Test)"。
前者的测试结果可以作为法庭证据，而后者的测试结果法庭不予承认。
美国国家交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA)负责对各种手持型呼气酒精测试仪进行测试，分别列出符合以上两种测试要求的设备的认可清单(Confirming Products Lists，缩写为CPL)。
在Evidential CPL(证据性呼气酒精测试)榜上有名的酒精测试仪才能用于证据性测试，而Screening CPL(初步呼气酒精测试)名单上的测试仪只能用于一般性测试。
在我国市场上见到过的美国路霆四号、英国Lion 公司的400型、德国德尔格公司的7410型等燃料电池酒精测试仪都在Evidential CPL 名单中，而半导体型酒精测试仪至今还没有在Evidential CPL中出现过。
网上资料显示，韩国HDTC公司生产的Alco Hawk半导体酒精测试仪已经被NHTSA认可作为Screening Test(初步呼气酒精测试)的设备，当然还是不能用于证据性呼气酒精测试。
Alco-Hawk是HDTC公司生产的半导体酒精测试仪系列中的最高档产品。
近两年在我国比较流行的ZJ-2001是HDTC公司半导体酒精测试仪系列中的另一个产品，只在中国大陆销售。
由于国内半导体气体传感器业起步较晚，技术落后，国产的酒精气体传感器一般无法达到要求。
所以国内的半导体酒精测试仪生产商大多采用进口气体传感器。
本设计采用的是日本费加罗公司研发的酒精气体传感器TGS813，反应灵敏，完全可以胜任本设计的要求。
缺点是成本过高，不适合用于实际生产。
1.3人体酒精含量常用表示方法由于酒精测试仪在我国的使用历史不长，一开始都使用从国外进口的产品，而国外不同的产品往往使用不同的计量单位，给使用者造成了一定的混淆。
下面对国际上几种常用的人体酒精含量表示方法加以说明:前面说过，人体酒精含量有两种表示方法，分别是血液酒精浓度(BAC)和呼气酒精浓度(BrAC)。
BrAC和BAC的关系已经在前面作了说明。
经常在一些酒精测试仪上看到“%”和“%。
”两种表示单位，这又是怎么回事呢?事实上它们都是血液酒精浓度(BAC)的表示方法。
如果用g/mL来表示BAC，BA C( i ng /mL)=BAC(i nm g/L)/ 1 0000 00BA C (i n m g/L )x 2 2 00/10 000 00=BrA C (i n m g/L )x 2.2/1000因为数值太小，习惯上就采用百分数或千分数来表示，就有BA C( in% g/mL)=BAC(i ng /mL)x 1 00=BrA C (i n m g/L)x 0 .22BA C( i n% og/ mL)=BAC(i ng /mL)x 1 0 00=BrA C( i n m g/L)x 2 .2在这种情况下，往往又把实际单位g/mL省略了。