Możliwości wykrywania par alkoholu w kabinach samochodów z szybami o nieznanych parametrach

Transkrypt

1 Jn KUBICKI, Jrosł MŁYŃCZAK, Krzysztof KOPCZYŃKI, Jdig MIERCZYK Wojsko Akdemi echniczn, Instytut Optoelektroniki doi:0.599/ Możliości ykryni pr lkoholu kbinch smochodó z szybmi o nieznnych prmetrch treszczenie. W prcy przeprodzono nlizę możliości ykryni pr lkoholu smochodch o nieznnych szybch przy ykorzystniu międzypsmoych lseró kskdoych. Zrócono szczególną ugę n łsności optyczne okien o różnym spółczynniku bsorpcji dl promienioni pochłninego przez ykryne pry i promienioni odniesieni. Przedstiono yniki bdń eksperymentlnych. Abstrct. In this rticle e present the nlysis of the opportunity to detect lcohol vpours in crs ith unknon indos using interbnd cscde lsers. pecil ttention s pid to the opticl properties of indos tht re usully chrcterized by different bsorption coefficients for the rdition bsorbed by the lcohol vpours nd for the reference rdition. he results of the experimentl studies ere lso described. (Opportunities of detection of lcohol vpours in crs ith unknon indos using cscde lsers). ło kluczoe: pry lkoholu, zdlne ykrynie, szyby smochodoe, lsery kskdoe. Keyords: Alcohol vpours, remote sensing, cr indos, cscde lsers. Wstęp Zdlne ykrynie pr lkoholu poruszjących się pojzdch jest szczególnym przypdkiem ykryni pr i gzó opisynym literturze [-3]. Problemtyk t cieszy się brdzo dużym zinteresoniem, ponież może przyczynić się do zlczni nietrzeźości kierocó. Istnieje iele zgłoszeń ptentoych zstrzegjących zróno sposoby zdlnego ykryni pr lkoholu przejeżdżjących pojzdch, jk i zgłoszeń dotyczących konkretnych roziązń przeznczonych do tego celu urządzenich [4-7]. Często dąży się nich do brdzo precyzyjnego pomiru stężeni pr lkoholu, nie zużjąc fktu, że kbin smochodu jest komorą częścioo odkrytą, pondto njczęściej łączony jest ciągły nie. Dodtkoo, nleży uzględnić fkt, że pry lkoholu mogą być nie tylko ydychne przez nietrzeźego kierocę, le mogą rónież pochodzić od nietrzeźego psżer, z płynu do ycierczek, rozlnych perfum itp. Dltego też precyzyjne określnie ich stężeni jest zbyteczne. Bezsensone jest rónież ykorzystynie dutlenku ęgl jko zncznik, gdyż jest on ydychny przez szystkie osoby smochodzie, trzeźe i nietrzeźe. W ziązku z przedstionymi ogrniczenimi, nleży przyjąć, że poprzez zdlne ykrynie pr lkoholu przejeżdżjących smochodch, będziemy mogli jedynie skzyć smochody podejrzne, nie określć stn nietrzeźości kierocy. ym niemniej tk sprecyzon rol jest niezykle przydtn, gdyż pozl n zdecydone zmniejszenie populcji smochodó przeznczonych do kontroli, pozljąc n pełną kontrolę pojzdó net n ruchliej ulicy bez iększych zkłóceń ruchu. Wydje się, że n obecnym etpie prc nd zdlnym ykryniem pr lkoholu smochodch metodą pomiru różnicoej bsorpcji śitł, njżniejszym problemem jest różnorodność szyb, których kżd z ykorzystynych iązek śitł może mieć inną trnsmisję. Było to szczególnie istotne sytucji, gdy n rynku z pośród dostępnych komercyjnie mirę prostych lseró, których promienionie ndło się do ykryni pr lkoholu, był jedynie lser He-Ne emitujący promienionie 3,39 µm, jednocześnie brkoło prostego lser emitującego iązkę odniesieni o zbliżonej długości fli. rudności próbono óczs pokonć poprzez prodzenie dóch iązek odniesieni o różnym spółczynniku bsorpcji szkle, celu bieżącego określni grubości szyb, by yeliminoć ich pły n pomir trnsmisji ykrynych pr [8-9]. W prktyce jednk okzło się, że jest to niezykle trudne ze zględu n brdzo ysokie ymgni dotyczące dokłdności pomiru rejestronych sygnłó [0]. Obecnie, dzięki szybkiemu postępoi technologicznemu i prodzeniu n rynek międzypsmoych lseró kskdoych z zkresu 3 4 µm, pojił się szns przezyciężeni tych trudności. Anliz płyu trnsmisji promienioni szybch n możliości zdlnego ykryni pr kbinch Problem ykryni pr i gzó kbinch z oknmi metodą różnicoej bsorpcji jest ogólnie znny [9-]. ym niemniej, ze zględu n specyfikę porusznych prcy zgdnień, opisno go jeszcze rz, ykorzystując schemt przedstiony n rysunku. Rys.. chemt ideoy pomiru trnsmisji promienioni kbinie z oknmi Emiton przez źródło promienioni Š, skolimon iązk śitł o ntężeniu I 0 przechodzi przez okno O, trcąc część energii n odbicie Fresnel r od obydu poierzchni orz n bsorpcję szkle. Nstępnie iązk prześietl dignozony ośrodek i po przejściu przez okno O pd n detektor D. Przyjmując złożenie, że promienionie pd n okn pod nieielkimi kątmi i pomijjąc zjisk ielokrotnych odbić n poierzchnich okien, możn przyjąć, że po przejściu przez piersze okno, do komory przechodzi iązk o ntężeniu: κ d () s I I0( r) e gdzie: κ s spółczynnik bsorpcji promienioni szkle szyby okiennej, d grubość szyby. Po przejściu przez komorę, n detektor D pd iązk o ntężeniu: () I I ( r) e 0 4 κ sd κl gdzie: κ spółczynnik bsorpcji promienioni dignozonym ośrodku l długość sprdznego ośrodk. e 7 PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06

2 Po podzieleniu przez I 0, mmy: (3) I 4 sd l ( r ) e e I0 Do zoru (3) prodzmy oznczeni: I (4) I 0 cłkoit trnsmisj promienioni komorze. l (5) e trnsmisj eentulnych prch lkoholu komorze. 4 d (6) s k ( r ) e k trnsmisj promienioni komorze z czystymi oknmi bez pr lkoholu. Po prodzeniu tych oznczeń orz uzględnieniu trnsmisji p przez zbrudzeni i pyły n szybch okien i prześietlnej przestrzeni, zór (3) przyjmie postć: (7) k p Przyjmując linioą chrkterystykę detektor, możn złożyć, że sygnł z detektor jest proporcjonlny do ntężeni ośietljącego go promienioni I. Wzór (7) możn óczs zpisć: (8) k p 0 gdzie: sygnł z detektor ośietlnego iązką prześietljącą komorę, 0 sygnł z detektor przy brku komory. W celu zmniejszeni ykorzystynego zkresu detektor, dl zgrntoni jego linioej chrkterystyki, ykorzystyne jest dodtkoo okno zorcoe, stine tor iązki nprzemiennie z dignozoną komorą. rnsmisj promienioni przez to okno ynosi: (9) 0 gdzie: sygnł z detektor ośietlnego iązką prześietljącą okno zorcoe. Po podzieleniu stronmi (8) przez (9), otrzymmy: (0) k p W przypdku bsorpcji różnicoej, gdy komor jest prześietln dom połączonymi iązkmi śitł o różnych długościch fl, zleżność (0) przyjmie odpoiednio postć: () () k p k p Po podzieleniu stronmi () przez (), otrzymmy: (3) k p k p Wprodzimy pojęcie trnsmisji zględnej i sygnłu zględnego s, które zdefiniujemy odpoiednio: (4) τ k trnsmisj zględn komory, k k (5) trnsmisj zględn okn zorcoego, (6) p p p p trnsmisj zględn pyłó i zbrudzeń n szybch, (7) trnsmisj zględn pr lkoholu, (8) s s sygnł zględny z detektor. Rónnie (3) przyjmie óczs postć: (9) k p s stąd: (0) s p k Dl skróceni zpisu, oznczymy dodtkoo: () k k α k spółczynnik trnsmisji komory czystej, () p p α p spółczynnik trnsmisji zbrudzeń i pyłó, (3) k p p k α spółczynnik trnsmisji komory. Po prodzeniu tych oznczeń do (0), zór przyjmie postć: (4) s Dl konkretnego obiektu, spółczynnik możemy stosunkoo łto yznczyć eksperymentlnie, dokonując pomiru sygnłu s dl komory bez pr lkoholu, dl której. Mmy óczs: (5) s Problem ystępuje jednk tedy, gdy chcemy zdignozoć obiekty nieznne. Konieczn jest ięc dokłdniejsz nliz przyczyn eentulnych różnorodności spółczynnikó dl tych obiektó. Przy złożeniu, że szyby są czyste ( p = ) orz spółczynniki złmni śitł szkle szyb oknch komory i oknie zorcoym są jednkoe dl obydu prześietljących iązek, zór (3), po uzględnieniu (6), (4) i (5), przyjmie postć: d d e e [ d( ) d ( )] (6) e d d e e gdzie: d grubość szyby oknie komory, d grubość pojedynczej szyby okn zorcoego skłdjącego się z dóch szyb, spółczynniki bsorpcji dl poszczególnych iązek szkle okien komory, κ κ spółczynniki bsorpcji dl poszczególnych iązek szkle okn zorcoego. PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06 73

3 Widć, że dobierjąc odpoiednio grubość i jkość szyb oknie zorcoym, możemy zbliżyć się ze spółczynnikiem do jedności. Pondto, z zoru (6) i (4) ynik, że prześietljąc komory z oknmi celu ykryci nich poszukinych pr lub gzó, poinniśmy tk dobrć długości fl połączonych iązek śitł, by spółczynnik bsorpcji tych iązek różnił się mksymlnie dignozonym ośrodku i minimlnie szkłch okien sprdznych komór orz okn zorcoego. Jednk, nie znjąc prmetró okien konkretnym sprdznym obiekcie, możemy jedynie przyjąć dl niego hipotetyczny spółczynnik opierjąc się n przypuszczenich podbudonych bdnimi sttystycznymi. Chrkterystyki idmoe szyb W celu skonkretyzoni przeprodzonych rozżń, n rysunku zestiono idmoe chrkterystyki trnsmisyjne pr substncji mogących ystępoć smochodzie lkoholu etyloego, ody i dutlenku ęgl, chrkterystykę trnsmisyjną szyby smochodoej i długości fl promienioni ybrnych lseró. Chrkterystyki idmoe opisnych pr ymienionych substncji i szyby smochodoej ykonno n spektrometrze F-IR ystem pectrum GX firmy Perkin Elmer. 3,55 µm, trnsmisj dl pr lkoholu różni się zncznie, ntomist dl szyby smochodoej jest zbliżon. Nie ozncz to jednk, że jest identyczn. Nleży się dlszym ciągu liczyć z drobnymi różnicmi rtościch spółczynnik bsorpcji dl kżdej z tych iązek poszczególnych szybch. Przy stosunkoo młym stężeniu pr lkoholu smochodzie, bsorpcj promienioni nich może być brdzo mł i net stosunkoo młe błędy odczycie cłkoitej trnsmisji mogą mieć istotne znczenie dl ykryni tych pr. Pod ugę musimy ziąć rónież fkt, że sprdznych smochodch możemy mieć dużą różnorodność szyb bocznych, tym smym istnieje możliość ystęponi różnych spółczynnikó W ziązku z tym, celu sprdzeni irygodności ynikó pomiru trnsmisji dl pr lkoholu różnych nieznnych obiektch, przeprodzono bdni ośmiu różnych przypdkoych szyb ( tym czterech smochodoych). pektrometrem zmierzono interesującym ns zkresie ich idm. Chrkterystyki trnsmisyjne dl tych szyb przedstiono n rysunku 3. Rys.. Zestienie chrkterystyk trnsmisyjnych dl substncji mogących ystępoć smochodzie i trnsmisji szyby smochodoej firmy Pilkington z długościmi fl promienioni ybrnych lseró N rysunku idć, że dl ybrnej iązki lser He-Ne (3,39 µm) bsorbonej prch lkoholu i iązki odniesieni z diody lseroej,5 µm, ykorzystynych do pomiru różnicoej bsorpcji promienioni tych prch, trnsmisj promienioni przez szybę smochodoą jest brdzo różn dl obydu iązek. Wynik z tego, że zmin grubości szyby lub jej kąt nchyleni płyjącego n długość drogi optycznej tej szybie, doprodzą do odczytu identycznego, jk zmin stężeni pr lkoholu smochodzie. W przeciieństie do yżej opisnej sytucji, dl promienioni lseró kskdoych z zkresó obejmujących fle o długości odpoiednio 3,4 µm i Rys. 3. Chrkterystyki trnsmisyjne dl szyb: szyb o grubości mm (ykorzystyn do obrzkó ściennych), boczn szyb smochodo Pilkington o grubości 3,5 mm, 3 niehrton szyb smochodo Pilkington o grubości 3,5 mm, 4 szyb okienn o grubości,9 mm, 5 przyciemnion boczn szyb smochodo Pilkington o grubości 3,5 mm, 6 szyb okienn o grubości 3,9 mm, 7 przyciemnion szyb smochodo oliver o grubości 4 mm, 8 szyb okienn o grubości 4 mm,, b szyb zpron prą odną N podstie złączonych przez producent idm ykorzystynych lseró kskdoych przyjęto średnie rtości długości fl, odpoiednio 3,44 µm i 3,57 µm. Nstępnie z chrkterystyki idmoej odczytno dl tych długości fl rtości trnsmisji dl bdnych szyb orz n ich podstie określono rtości trnsmisji promienioni przechodzącego przez die szyby. Wyniki przedstiono tbeli. Widć yrźnie różnice trnsmisji promienioni dl obydu iązek, które dl poszczególnych szyb przyjmują różne rtości. bel. rnsmisj szyb i okien dl promienioni o długościch fl odpoidjących promienioniu lseró kskdoych Rodz. szyby p 0,470 0,59 0,067 0,64 0,60 0,400 0,0993 0,085 0,40 p 0,48 0,8 0, 0,643 0,664 0,43 0,0 0,0865 0,436 0,060 0,0466 0,047 0,06 0,06 0,096 0,0099 0,0073 0,0577 0,066 0,0476 0,0446 0,070 0,077 0,005 0,004 0,0075 0, PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06

4 W tbeli prodzono dodtkoo oznczeni: szyb zpron prą odną, p trnsmisj dl promienioni 3,44 µm pojedynczej szybie, p trnsmisj dl promienioni 3,57 µm pojedynczej szybie, trnsmisj dl promienioni 3,44 µm przez die szyby, trnsmisj dl promienioni 3,57 µm przez die szyby. Wykorzystno przy tym zleżności: (7) p p Dl pomiró trnsmisji czystych szyb z pomocą spektrometru, nlogicznie jk przypdku prześietlni lserem, możn przyjąć te sme złożeni, jk dl zoru (). Możemy ięc npisć: stąd: (8) ( r ) e d ( r ) ln d Dl stosunkoo ąskiego zkresu idmoego obejmującego długości fl ykorzystynych lseró kskdoych, możn przyjąć stłą rtość spółczynnik złmni śitł dl szkł, któr dl tego zkresu ynosi n,47 [9] i odpoidjący jej spółczynnik odbici r 0,036. Po podstieniu do (8), otrzymmy: (9) 0,99 ln d Wstijąc do zoru (9) rtości z tbeli, przy uzględnieniu odpoiednich grubości szyb d, otrzymno zleżności spółczynnikó bsorpcji dl szkieł bdnych szyb, od długości fli. Przedstiono je n rysunku 4. Rys. 4. Zleżność spółczynnik bsorpcji od długości fli dl bdnych szyb (n podstie dnych do rysunku 3) Anlogicznie jk przypdku trnsmisji dl bdnych szyb, przyjmując średnie rtości długości fl ykorzystynych lseró kskdoych odpoiednio 3,44 µm i 3,57 µm, porónno yznczone rtości spółczynnik bsorpcji dl przebdnych szyb. Nstępnie, ykorzystując zór (6) orz przyjmując, że okno zorcoe jest ykonne z szyby 4, obliczono rtość spółczynnik. Wyniki przedstiono tbeli. bel. Obliczone prmetry przebdnych szyb Rodz. szyby [mm - ] 0, ,4683 0,5549 0, ,664 0, , ,58707 [mm - ] 0, , , ,5575 0,6607 0, , , [mm - ] 0, ,0044 0, , , ,0003 0, ,00434 d [mm] 3,5 3,5,9 3,5 3,9 4 4 ylicz 0, ,97954,0675 0, ,9688 0,9877,0006,00054 W celu zeryfikoni rezulttó poyższych rozżń, przeprodzono eksperyment edług schemtu przedstionego n rysunku 5. Łącząc promienionie z lser 3,4 µm z promienioniem 3,55 µm przy pomocy płytki śitło-dzielącej, otrzymno iązkę lseroą prześietljącą bdne szyby. Wykorzystując odbicie pod nieielkim kątem od płskiego ziercidł metloego, przepuszczno dukrotnie iązkę lseroą przez bdną szybę. Dzięki temu storzono symulcję prześietlni komory zmkniętej oknmi z tej szyby bez pr lkoholu enątrz i przy ykorzystniu zoru (5) umożliiono dl niej yznczenie spółczynnik α. Rys. 5. chemt ukłdu do bdni szyb przy pomocy lseró kskdoych Oknem zorcoym tym eksperymencie był podójn szyb okienn o grubości,9 mm (szyb 4). Impulsy śietlne z poszczególnych lseró były emitone z częstotliościmi odpoiednio 5 khz i 8 khz. Uśredninie koherentne ukłdzie przetrzni dnych pozoliło n precyzyjny odczyt odpoiednich sygnłó z detektor. W ukłdzie zmierzono trnsmisję szystkich szyb bdnych cześniej spektrometrem, tkże dodtkoo trnsmisję szyby z nproną odą, z nniesioną rstą pyłu grfitoego, z nniesioną rstą pyłu z gleby. Wyniki odczytó sygnłó z detektor i obliczeń spółczynnik przedstiono tbeli 3, której ykorzystno oznczeni prodzone e zorze () i () orz oznczono dodtkoo: gr szyb z nniesioną rstą pyłu grfitoego, p szyb z nniesioną rstą pyłu z gleby, szyb z nproną rstą ody. Otrzymne rtości spółczynnik możn porónć z ynikmi obliczeń n podstie pomiró spektrometrem, przedstionymi tbeli. Porónnie tych ynikó pokzno tbeli 4. Widć, że yznczone różnymi metodmi rtości spółczynnikó przy pomocy cłkoicie różnej prtury są zbliżone. Drobne różnice pomiędzy nimi nie przekrczjące 7% ich rtości, mogą ynikć między innymi z przyjęci jednkoego dl obydu iązek lseroych spółczynnik złmni szkł orz z przyjęci średnich (dyskretnych) rtości długości fl promienioni emitonego przez ykorzystyne lsery kskdoe. PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06 75

5 bel 3. Wyniki odczytó sygnłó z detektor i obliczeń spółczynnik dl szyb prześietlnych iązką lseroą Nr szyby , , , , , , ,003 gr ,088 p , ,070 bel 4. Porónnie ynikó bdń szyb n spektrometrze ( ylicz ) z ynikmi bdń lseroych () Nr szyby ylicz. 0, ,97954,0675 0, ,9688 0,9877,0006,00054,05,047,08,000 0,979,003 0,985,003 0, , ,05 5E-05 0,00 0,03 0,0706 0, % 6, ,886906, ,005,05849,64,7049 0,45867 ylicz. Pomir zględnej trnsmisji promienioni przechodzącego przez pry lkoholu zleżności od ich stężeni prześietlnej komorze Bdni trnsmisji promienioni dl komory przeprodzono ukłdzie, którego schemt przedstiono n rysunku 6. Jest to zmodernizony ukłd do bdni szyb, który zostł przedstiony cześniej n rysunku 5. Zmist szyb, ukłd zostł stion komor z prmi lkoholu. Anlogicznie jk prcch [],[3], do bdń ykorzystno komorę postci rury z PCV o długości 40 cm i średnicy 0 cm zmkniętą oknmi z szyb nr 4. Do komory stino przed kżdym pomirem listę z pięćdziesięciom łódkmi metloymi, do których leno roztór lkoholu odzie o znnym stężeniu. empertur otczjącej przestrzeni ynosił 0 o C. Wykorzystując pro Henry'ego [], określono stężenie pr lkoholu komorze nd łódkmi z roztorem odnym lkoholu o zdnym stężeniu. Rys. 6. chemt ukłdu do pomiru trnsmisji promienioni bdnej komory Nstępnie mierząc dl kżdego stężeni tych pr sygnły z detektor, yznczono zleżność zględnej trnsmisji promienioni od stężeni pr. Wyniki przedstiono tbeli 5 i n rysunku 7. bel 5. Zleżność zględnej trnsmisji promienioni od stężeni pr lkoholu tężenie pr C p [mg/dm 3 0 0, 0, 0,3 0,4 ] rnsmisj τ 0, , ,783 0,70838 Z otrzymnych ynikó idć, że zkresie rozżnych stężeń pr lkoholu, zleżność trnsmisji promienioni od stężeni pr lkoholu m chrkter zbliżony do linioego. Rys. 7. Zleżność zględnej trnsmisji promienioni od stężeni pr lkoholu Przyjmując n podstie odczytu z ykresu, że dl stężeni 0,4 mg/dm 3 trnsmisj ynosi 0,7, zleżność tę możn przedstić postci zoru: (30) 0, 75Cp Otrzymn zleżność (30) zględnej trnsmisji pr lkoholu od ich stężeni poietrzu jest zleżnością unierslną dl przyjętej długości komory i nie zleży od rodzju okien, gdyż ykorzystny spółczynnik zmierzono dl stężeni C p =0, dl którego zględn trnsmisj pr lkoholu τ musi ynosić. Reln możliość ykryni minimlnych stężeń pr lkoholu Jeżeli dignozonych smochodch nie m pr lkoholu, to prześietljąc je możemy dl kżdego z nich poprzez pomir zględnej trnsmisji, yznczyć spółczynnik. Prktycznie, poz nielicznymi yjątkmi, przejeżdżjących smochodch nie m pr lkoholu. W ziązku z tym możemy złożyć, że kolejny przejeżdżjący smochód jest bez pr lkoholu i n podstie zmierzonego sygnłu zględnego z detektor, ze stosunkoo dużym prdopodobieństem przyjąć, że yznczony przy jego pomocy spółczynnik jest prdziy. Dl określonej ilości kolejno sprdznych smochodó otrzymmy zbiór rtości spółczynnikó, którym udził spółczynnikó znieksztłconych przez eentulne pry lkoholu będzie brdzo mły. Dl zbioru 76 PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06

6 tego możemy przyjąć średnią lub njbrdziej prdopodobną rtość i uznć ją z określonym prdopodobieństem jko prdzią. Wykorzystując nstępnie tę rtość do sprdzni kolejnych smochodó, możemy rónież z określonym prdopodobieństem ydć opinię dotyczącą możliości ystęponi nich pr lkoholu [6]. Do poyższych rozżń ykorzystno przedstione cześniej yniki eksperymentlne. N podstie podnych tbeli 3 rtości spółczynnikó, określono dl szyb od do 8 orz szyby pokrytej pyłem grfitoym, pyłem z gleby i szyby zpronej prą odną, średnią rtość,030 i odpoidjące mu odchylenie stndrdoe =0,0370. Wrtości te ykorzystno e zorze (4), obliczjąc trnsmisję pr lkoholu komorze z oknmi o nieznnych szybch, któr może być z jednkoym prdopodobieństem jedną z komór z szybmi opisnymi tbeli 3. Dl komory tej przyjęto spółczynnik. Otrzymne rtości zestiono z rtościmi yznczonymi oprciu o znny spółczynnik dl konkretnej komory orz podno zkres trnsmisji pr lkoholu, którym poinno się mieścić 68% przypdkoych ynikó pomiró ( rmch odchyleni stndrdoego ) dl komory, któr mogłby być yposżon przebdne szyby. Wyniki przedstiono tbeli 6. bel 6. Zleżność yliczonej trnsmisji promienioni od stężeni pr lkoholu C p [mg/ s dm 3 m s ( ) s ( ) s ] 0,000,007 0,970,043 0, 0,94 0,93 0,897 0,964 0, 0,843 0,849 0,88 0,879 0,3 0,78 0,787 0,759 0,86 0,4 0,698 0,703 0,678 0,78 Wprodzono oznczeni: m s rzeczyist rtość trnsmisji określon przy ykorzystniu zmierzonego spółczynnik m, s rtość trnsmisji określon n podstie pomiru s przy złożeniu, że, ( ) s grnice możliych rtości rzeczyistej trnsmisji rmch odchyleni stndrdoego. Przedstione yniki ilustruje rysunek 8. k ięc, przyjmując średnią rtość spółczynnik z przyjętej populcji, możemy złożyć, że rzeczyist rtość tego spółczynnik mieści się z prdopodobieństem 68% przedzile rtości:. W nszym przypdku ozncz to, że 0,993<<,067. Jk już pokzno n rysunku 8, grnicom tym odpoidją rtości zględnej trnsmisji odpoiednio: (3) s i (3) s gdzie: (33) 0, 993,, 067 Zgodnie ze zorem (30), trnsmisj promienioni τ dl bdnej komory ystępuje przy stężeniu pr lkoholu rónym (34) C p 0, 75 Po podstieniu do (34) zleżności (3), (3) i (33), otrzymno odpoiednio: (35) s( C pm ) (36) C p 0, 75 s( C C p 0, 75 pm ) gdzie: C pm rtość stężeni pr lkoholu określon n podstie zmierzonej trnsmisji promienioni przez te pry N podstie (4) i (30) otrzymno: ( C pm ) 0, 75C pm (37) sc pm Po uzględnieniu (37) e zorch (35) i (36) orz przyjęciu, 030, zory te przyjmą odpoiednio postć: (38) Cp,379 0,964(,379 Cpm ) (39) Cp,379,036 (,379 Cpm ) ą to grniczne rtości stężeni pr lkoholu, pomiędzy którymi z prdopodobieństem 68% poinn znjdoć się rzeczyist rtość zmierzonego stężeni. Poyższy opis zostł przedstiony n rysunku 9. Rys. 8. Zleżność trnsmisji rzeczyistej i trnsmisji obliczonej dl rtości od stężeni pr lkoholu C p bdnej komorze Wykres funkcji n rys. 8 jest potórzeniem ykresu przedstionego n rysunku 7, ntomist ykres ynik z przyjęci średniej rtości spółczynnik. Rys. 9. Ilustrcj możliości zdlnego pomiru rzeczyistej rtości stężeni pr lkoholu komorch z nieznnymi oknmi PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06 77

7 Przedstiony ykres możn ykorzystć do konkretnego przypdku. Przyjęto, że n podstie pomiru trnsmisji promienioni konkretnym obiekcie określono nim rtość stężeni pr lkoholu róną 0,58 mg/dm 3. Wóczs rzeczyist rtość tego stężeni będzie się Przedstiony ykres możn ykorzystć do konkretnego przypdku. Złożono, że n podstie pomiru trnsmisji promienioni dnym obiekcie określono rtość stężeni pr lkoholu róną 0,58 mg/dm 3. Wóczs rzeczyist rtość tego stężeni będzie się mieścił z prdopodobieństem 68% przedzile 0,4 mg/dm 3 0,0 mg/dm 3. Niezykle istotny jest jednk zkres njmniejszych stężeń pozljących klsyfikoć sprdzne obiekty jko podejrzne lub niepodejrzne. N ykresie idć, że dopiero przy yniku pomiru C pm <-0,05mg/dm 3, możn z prdopodobieństem 68% poiedzieć, że prześietlnej komorze (smochodzie) nie m pr lkoholu. Brdzo istotn jest rtość stężeni pr lkoholu rón stężeniu tych pr poietrzu ydychnym przez osoby tk znym stnie po użyciu spożyciu lkoholu. Przyjmuje się ją n poziomie 0, mg/dm 3 0,5 mg/dm 3 [4],[5]. Z przedstionego ykresu idć, że z prdopodobieństem 68%, dolnej grnicy tkiego stężeni będzie odpoidć stężenie mierzone z przedziłu 0,05 mg/dm³ 0,5 mg/dm³. Podsumonie N podstie przeprodzonej nlizy i ynikó pomiró orz ich oprcoń, możn stierdzić, że istnieją duże sznse zbudoni urządzeni przydtnego do skutecznego yselekcjononi smochodó z prmi lkoholu. Pozl n to zstosony sposób określni zględnej trnsmisji promienioni [6] przy ykorzystniu międzypsmoych lseró kskdoych. Przebdne szyby były brdzo różnorodne. Wpłynęło to n zrost rozrzutó rtości spółczynnik α czyli n zrost rtości odchyleni stndrdoego σ. poodoło to zyżenie błędó pomiru stężeni pr lkoholu przypdkoym przejeżdżjącym smochodzie stosunku do sytucji rzeczyistej, któr poinn ystąpić n drodze. Wyniki bdń pokzują, że pomimo dużej spomninej różnorodności bdnych szyb (grubość, technologi ykonyni, hrtonie, tkże drobne zbrudzeni lub zilgocenie), spółczynnik nie zmieni się n tyle dużo, by uniemożliić ykrynie pr lkoholu n poziomie 0, mg/l odpoidjącym stężeniu pr lkoholu poietrzu ydychnym przez osobę tk znym stnie po użyciu lkoholu. ym smym, przydtność urządzeni przy eliminoniu nietrzeźych kierocó n drogch ydje się być niekestionon. Autorzy:dr inż. Jn Kubicki, Wojsko Akdemi echniczn, Instytut Optoelektroniki, ul. gen.. Kliskiego, Wrsz, e-mil:jn.kubicki@t.edu.pl, dr inż. Jrosł Młyńczk, Wojsko Akdemi echniczn, Instytut Optoelektroniki, ul. gen.. Kliskiego, Wrsz, e- mil:jrosl.mlynczk@t.edu.pl, dr inż. Krzysztof Kopczyński, Wojsko Akdemi echniczn, Instytut Optoelektroniki, ul. gen.. Kliskiego, Wrsz, e- mil:krzysztof.kopczynski@t.edu.pl, mgr Jdig Mierczyk, Wojsko Akdemi echniczn, Instytut Optoelektroniki, ul. gen.. Kliskiego, Wrsz, e-mil: jdig.mierczyk@t.edu.pl LIERAURA [] ilverstein R.M., Bssler G.C., Morrill.C., pectrometric identifiction of orgnic compounds, Wiley, Ne York, 99 [] Orgnic Compound Identifiction Using Infrred pectroscopy, Wlt Vollnd, Bellevue Community College, Bellevue, Wshington, 999 [3] Mierczyk Z., Mziejuk M., Mielczrek G., Kśny M., Kopczyński K., Kłdoński G., Optoelektroniczny monitoring emisji znieczyszczeń instlcjch utylizcji odpdó, Konferencj EKOMILIARI 004 [4] Nishid., Alcohol detector in vehicle, ptent no JP (A) [5] Ershov O., Ndezdinskii A., Berezin A., Remote Gs Molecule Detector, ptent no U003/06073A Aug. 8,003 [6] Kubicki J., Mierczyk Z., Kopczyński K., Kopic M., Urządzenie do ykryni pr lkoholu poruszjących się pojzdch P [7] Kluczyński P., Lundqvist., Method nd pprtus for remote detection of lcohol vpors in the tmosphere EP , 4 December 03 [8] Mierczyk Z., Kopczyński K., Kubicki J., Młyńczk J., Urządzenie do zdlnego ykryni pr i gzó metodą Dil kbinch i komorch z oknmi, P ; [9] Kubicki J., Młyńczk J., Kopczyński K., Appliction of modified difference bsorption method to stnd-off detection of lcohol in simulted cr cbins, Journl of Applied Remote ensing, Vol. 7, No., , 03 [0] Młyńczk J, Kubicki J, Kopczyński K., Możliości zdlnego ykryni pr lkoholu kbinie pojzdu, Przegląd Elektrotechniczny, 8 (04), [] Młyńczk J., Kubicki J., Kopczyński K., tnd-off detection of lcohol in cr cbins, J. Appl. Remote ens. 8(), (My 9, 04). doi:0.7/.jr [] Meyln, W. M. nd Hord P. H., Bond contribution method for estimting Henry s l constnts, Environ oxicol Chem., 0, 83 9, 99 [3] Młyńczk J., Kopczyński K., Kubicki J., Mierczyk J., Problemy zdlnego ykryni pr lkoholu zmkniętych kbinch, IAPGO, /05, [4] Asiukieicz G., Mikulski., Bdnie stnu trzeźości służbie przy użyciu urządzeń kontrolno-pomiroych, łupsk (04), zkoł Policji łupsku (Mteriły do szkoleni) [5] Ust o ychoniu trzeźości i przecidziłniu lkoholizmoi, Dz.U. 00 nr 47 poz. 3 [6] Kubicki J., Kopczyński K., Młyńczk J., posób określni zględnej trnsmisji promienioni i urządzenie do ykorzystni tego sposobu, P PRZEGLĄD ELEKROECHNICZNY, IN , R. 9 NR 9/06