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关于目前国内外酒精检测技术原理及应用情况的介绍

作者:张桂英(青海省西宁市湟源县质量技术监督局)
目前国内的酒精检测技术主要有如下五大类型:电化学燃料电池型技术;半导体技术;红外线技术;气相色谱分析技术;试纸条比色技术。各技术原理、用途如下:

1.电化学燃料电池型技术酒精检测仪:

1.1主要用途:交警用于酒后驾驶执法,国内外使用最为普遍的一种技术;

1.2主要特点:只对酒精起反应,稳定性好,准确性高,抗干扰能力强,操作方便,具有法律依据;

1.3工作原理:

电化学燃料电池是使用一个含有两个铂电极的电化学燃料电池传感器检查和测量被测人呼吸气体中的酒精浓度。当呼吸被抽气采样系统抽进燃料电池后起燃烧反应,燃烧反应的过程将产生一个微小的电流,该电流与被测人身体中的酒精含量成正比,然后通过一个电子放大器放大这个电流,再经过模数转换成数字在数字显示屏上把反映酒精含量的数字值显示出来。这就是检测被测人呼吸中或血液中的酒精含量的工作过程及原理。

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源,而不产生污染,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铂金作为电极,在燃料室内充满特种催化剂,使进入燃烧室内的酒精充分燃烧反应转变为电能,也就是两个电极上产生(电压)电流,电能消耗在外接负载上,此电压(电流)与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比,燃料电池型呼气酒精检测仪具有稳定性好,精确度高,抗干扰性的优点。

由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密,技术性很强,制造难度相当大,目前世界上只有美国、澳大利亚、英国、德国等少数几个国家能够生产,加上材料成本高,因此价格比较昂贵。

2.半导体型技术究竟检测仪:

2.1主要用途:一般性测试、家庭、宾馆、酒吧等场所,民用居多;

2.2主要特点:外观小巧,相比较电化学技术准确性要差,抗干扰能力差,受温度影响大,不能长时间内重复使用,对口香糖、川贝枇杷牙膏、十滴水、姜葱蒜、碳酸性饮料等等都会起反应,如使用于执法会容易出现误判、错判,引起法律纠纷问题;没有法律依据。

2.3工作原理:

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较高的敏感度。

2.4半导体型酒检仪产品图示:

3.红外线技术酒精检测仪:

3.1主要用途:交警执法,国外及包括香港、台湾主要作证据型使用,等同于国内抽血检验,同样具有法律效率,可作法庭证据使用。

3.2主要特点:使用方便,可有效区分口腔气和肺深部气体,准确性高,抗干扰能力强,受人为影响因素小,相比抽血化验检测要快,现场可出结果,有效简化执法程序,提高执法效率。国外的运用等同中国的抽血效果,可作法庭证据使用,目前国内正处试用推广时期,政府层面的政策法规正处完善阶段。

3.3工作原理:

采用红外线光谱学原理来测试呼出气体酒精含量。利用不同物质对红外线有选择性原理,当呼出气体通过红外线发生器时,呼出气体中酒精对红外线进行吸收,根据呼气中酒精含量的多少,红外线被吸收的程度也将不同,最后通过光学电路、电子电路及检测器对红外线被吸收的量进行分析,最终在显示屏上显示出呼出气体中酒精含量的数值。

3.4红外线证据型酒检仪产品图示:

4.气相色谱技术酒精检测仪(俗称:血检仪):

4.1主要用途:医疗用途比较多,医院、法医学会、防疫站、刑侦等部门,主要用于检验血液中酒精含量及其它物质成份的分析,如毒品等。

4.2主要特点:功能较多,可检验分析多种化学物质成份;但操作复杂,检测化验时间长,还需要专业人员操作,血液的运输和保存(恒温4℃)条件很高,在路面的交警执勤时很难保障按要求去运送血液,血液中酒精气体受外部环境温度影响,从而有可能导致最后的化验结果跟实际值相差很大。因此整个检测过程受人为因素影响很大。4.3抽血检验的问题

4.3.1目前,社会上普遍认为抽血检测最准,其实这是一种误解。

4.3.2血液酒精含量的检测同样受仪器精度和用于比较的标准酒精溶液精度的影响;

4.3.3饮酒后1小时血液内酒精浓度达到最高,以后开始衰减,3小时后急剧衰减。

4.3.4所以,现场测试出的肺泡气酒精浓度应最能反映当时的血液中的酒精浓度。

4.4工作原理:是利用试样中各组份在气相和固定液相间的分配系数不同当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次分配,由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同,因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流讯号经放大后,在记录器上描绘出各组份的色谱峰。由气路系统、色谱系统、色谱柱、电气系统、检测系统、记录器或数据处理系统组成。

4.5气相色谱仪产品图示:

5.试纸条比色技术测试纸:

5.1主要用途:主要用于与乙醇相关的企业工厂,及医院、家庭、宾馆、酒吧等民用场合。

5.2主要特点:轻便携带方便,但不能精确定量测试,试纸条反应显色时间长,定性后也不能保留结果,放入口中测试且不卫生。

5.3工作原理:乙醇在乙醇氧化酶的作用下被氧化成乙醛的同时产生过氧化氢,而过氧化氢在过氧化物酶的作用下分解将显色底物氧化导致显色底物颜色的变化。

5.4试纸条产品图示:

 

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