呼出气体酒精含量检测仪检定装置的实现

任坚

江苏省计量科学研究院  江苏南京  210000

摘  要：由于驾驶人员的自身素质与法律意识存在较大差异，个别人员常因法律意识淡薄、无视交通法规而选择酒后出行，从而导致酒驾及相关交通事故的发生几率日益提高，在危害自身与民众安危的同时，也造成了较大的经济损失。为有效提高民众对酒驾的意识，杜绝酒驾，政府与相关部门意识到了研发与推行呼出气体酒精含量检测仪检定装置的重要性。本文将对呼出气体酒精含量检测仪检定装置的实现情况进行分析，以期为相关人员提供参考。

【关键词】：呼出气体酒精含量；检测仪；检定装置

引言：随着我国经济、民众生活水平的稳步提升与增进，机动车与驾驶人员数量猛增，从而导致酒驾与相关交通事故频频发生，严重危害了民众的生命与财产安全。为此，公安交通部门逐渐加大了酒后驾驶的监管力度，大力研发并投入了呼出气体酒精含量检测仪，因该装置的快捷、方面、准确与高效，现已成为酒驾查处的重要执法仪器，并纳入了强制检定机器量具管理目录中。为保障酒驾查处工作质量，严格落实查处工作，确保检测数据的准确与可靠性，社会对检测仪器检定提出了更高要求。

1.呼出气体酒精含量检测仪的概述

1.1  呼出气体酒精含量检测仪的概念

呼出气体酒精含量检测仪（Exhaled gas alcohol content detector）是指在特定工作环境（湿度、温度与气压条件）下，对被测人员呼出肺深部气体中乙醇含量进行测量的仪器，仪器分型较多，主要包括半导体型、红外线光谱型、电化学燃料电池型以及热线型，其中使用频率最高的为电化学燃料电池型（电化学燃料电池型呼出气体酒精含量检测仪如1表），其工作原理如下：将检测人员呼出的肺深部气体经过抽气采样系统进入传感器，进入后将产生一定的电流或电压，电子放大器将有效放大该信号，并最终在数字显示仪器上显示出酒精浓度值，现已成为交通安全部门日常执法中不可缺少的重要仪器，并得到了越来越多人的认可[1]。

表1 电化学燃料电池型呼出气体酒精含量检测仪

1.2  呼出气体酒精含量检测仪的发展背景

随着我国出行便捷性的不断提高，酒后驾驶的发生几率显著提高，相关风险与危害逐渐显现，确定驾驶员是否饮酒以及饮酒量的多少为查处酒驾工作的重点，呼出气体酒精含量检测仪有效满足了该项需求，并在我国得到了稳步发展。在意识到酒驾查处工作的重要性后，我国便相应颁布了法律法规，将呼出气体酒精含量检测仪录入强检目录的同时，还对检定条件、设备、项目、方法以及标准气体配置等方面做出了详细规范。由于各地剂量单位整体实力存在一定差异，从而为呼出气体酒精含量检测仪的日常工作带来了一定难度，为有效改善上述不足，提高仪器的检测性能，相关部门与人员需对计量规程与标准进行不断的更新及提高[2]。

2.呼出气体酒精含量检测仪的常见分类

现阶段，相关部门与人员在对呼出气体酒精含量检测仪进行区分与分组时，多将酒精标准气体的配置与输出方法作为区分依据。酒精标准气体可细分为罐装与自配标气2类，自配标气可分为无水乙醇蒸发法、干气与湿气配气法，而酒精标准气体输出方法则可分为连续与间歇出气法，详细如下：

2.1  罐装标气

罐装标气是指用户与相关部门提出明确的配比浓度，由标气生产厂家依据相关配比，将酒精气体压缩后罐装在高压钢瓶中进行有效使用。罐装标气采用纯酒精与压缩空气称重配比，实际配比时，需先将一定量的空气压缩进钢瓶，称重后对钢瓶罐装空气前后的重量差进行记录，从而得到内部现有空气的总量，后续按照相关标准与配比方案，在钢瓶中注入适量的无水乙醇。罐装标气存储与使用的难度较低，但酒精极易产生液化，若钢瓶中的酒精发生液化，将导致钢瓶内流出的气体缺乏一定标准性，并导致气体浓度较低。若浓度越高，压力越大，将导致酒精发生液化的几率越高，从而导致其在实际使用上存在一定限制[3]。

2.2  自制标气

①无水乙醇蒸发法。将一定量的无水乙醇注入相应体积的密封容器内，并在容器内安装、设有蒸发片或搅拌风扇，以便加速乙醇的蒸发，配比时需严格遵守以下公式：Val（注入容器的无水乙醇体积）=（A（配比的酒精标气浓度）×V（配气容器的容积）×46（乙醇分子量））/（22.4（每mol乙醇的蒸汽体积）×7.8（每毫升乙醇质量）×1000000），该方法具有配比速度较快，工具简单，受外界环境限制较小等优点，但配比后将导致容器内酒精气体浓度有所下降，前后浓度不一致时，将使得产品累积误差较大。

②干气配气法。干气配气法是将一定剂量的无水乙醇与设定流量的空气气流一同置于搅拌气室，进行均搅拌，并产生恒定气流的乙醇标气，该配比方法同无水乙醇蒸发法的相似度较高，与其的差别为将注入容器的无水乙醇体积与配比酒精标气浓度换成无水乙醇与洁净空气流的流量，该配气方法可进行动态化的配气，加之出气量较大，现已广泛应用在产品的批量生产中。干气配气法对无水乙醇流速的要求较低，需借助更为精密的元件，配气方法中使用的高浓度酒精蒸汽存在较大的爆炸可能，出入境携带将受到一定限制

[4]。

③湿气配气法。湿气配气法是指对酒精水溶液与空气进行有效配比，以便得到需要浓度湿润酒精气体的配气方法，实际配比时可按照任意比例将酒精与水进行混合，从而一次性配制出需求的浓度，还可以通过配制高浓度气体，并在后续运用空气稀释高浓度气体，得出低浓度气体。由于湿气与人体呼出气体模式更为贴近，从而使得该配比方法的可行度更高，加之该方法的稳定性突出，可使气体浓度平稳、缓慢地下降，无需借助连续性监测传感器，应用与运输的便捷性较为突出。然而相关研究指出，湿气配气法所用的设备虽然较为简单，但与其他设备相比较为笨重，存在一定的限制性[5]。

2.3  酒精标准气体出气方法

①连续出气原理。连续出气的稳定性较强，不易受开关机产生的气体浓度与气流量的影响，可实时监测乙醇蒸汽采样等精密部分元件。

②间隙出气原理。在需要的时候进行出气，平时则需关闭抽气设备或令设备维持在待机状态，当传感器探测到配气室内气体浓度低于设定值时，需启动高浓酒精发生气体装置，并向配气箱注入酒精气体，反之，则需启动不气风扇增加空气量，以便延长设备的使用周期与寿命。

3.呼出气体酒精含量检测仪的检定方法

3.1  基本标识

①外观与结构。我国新规程与文件明确指出，为保障酒精查处工作质量，呼出气体酒精含量检测仪外表不应存在影响其正常工作的损伤与涂鸦，应维持表面的光洁平整、无锈蚀与剥落，并保障漆色镀层均匀。此外，为使酒检仪能够正常运行，需对其进行可靠、稳定连接，并确保各按键能够正常运作与控制[6]。

②外界标识。为保障呼出气体酒精含量检测仪的功效，相关部门在采购检测仪器时，应优先采购标明制造单位、产品批次、型号、生存编号、制造日期的仪器，并令生产商提供检验合格证明。

3.2  重复性

呼出气体酒精含量检测仪稳定运行后，在实际测量时，应按照15L/min的流量标准，注入浓度为0.40mg/L的乙醇标准气体，记录酒检仪读数，当读数清零后，再次对其进行测量，并在相同条件下重复对其测量10次，并对10次测量结果的相对标准偏差作为重复性指标。相关人员在测量重复性时，应着重查看分辨力、结果的保持与存储。

3.3  抗干扰能力

我国早在2006年修订的规程中便将正己烷作为干扰气体进行使用，究其原因为该气体对常用呼出气体酒精含量检测仪（电池型）无任何干扰，因此，新规程开始改用丙酮与一氧化碳，并将其用作检测的干扰物质。在实际测量时，应按照15L/min的流量标准，依次注入浓度为0.50mg/L与0.20mg/L的丙酮标准气体以及一氧化碳标准气体，记录仪器示值，重复测量3次，取3次测量结果的平均值，通常情况下，酒检仪的示值为0.10mg/L以下[7]。

3.4  呼吸阻力

呼吸阻力为近年来新增的项目，在该测量模式下，需将零点气体通过流量控制器与三通进行连接，其中一端与差压计进行连接，另一端则需与酒检仪专用吹嘴进行连接。实际工作时，需缓慢调节输入流量，当流量到达（12.00±0.60）L/min时，需对差压计的示值进行合理记录，差压不得超过2500Pa。

3.5  检定结果处理与周期

酒检仪检定周期应维持在6个月以内，实际工作时需按照相关规程选择合格的酒检仪，发放检定证书，对不合格的酒检仪进行检定，并对不合格项目进行注明，若使用过程中更换了主要部件或对检测所得数据存疑，需在修理后进行送检[8]。

4.结束语

综上所述，为帮助驾驶人员树立良好的交通安全意识，做到安全出行，维护广大民众的生命与财产安全，构建和谐社会，交通部门需大力推行呼出气体酒精含量检测仪。

参考文献：

[1] 杨中元,潘卫江,周婧,等. 呼出气体酒精含量检测仪检定用乙醇气体发生源的研制[J]. 计量与测试技术,2022,49(10):38-40.

[2] 邹永良,吴昌成,陆宇,等. 呼出气体酒精含量检测仪技术发展及使用管理研究[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版),2022,28(02):58-63.

[3] 莫义华,付欣艳. 呼出气体酒精探测器测量值的不确定度分析及评定[J]. 计量与测试技术,2017,44(10):36-37.

[4] 李潇. 依据新规程开展呼出气体酒精含量测定仪检定工作的思考[J]. 计量与测试技术,2021,48(03):100-101+104.

[5] 蔡开城,郭贵勇. 基于精密质量流量控制器(MFC)的呼出气体酒精含量探测器检定装置[J]. 科技视界,2017(36):234+231.

[6] 李梅静,焦叶宏,王渝榕,等. 呼出气体酒精含量检测仪测量结果的不确定度评定[J]. 科技视界,2020(17):25-27.

[7] 徐津生,陈嘉. 呼出气体酒精含量探测器引入配气流量后测量结果不确定度评定[J]. 中国计量,2018(11):88-89.

[8] 李茂权,付洁,何国政,等. 呼出气体酒精含量检测仪检定装置发生气体浓度示值误差测量值的不确定度评定[J]. 计量与测试技术,2018,45(10):118-120.