關于使用呼氣酒精含量探測儀檢測過程存在的問題及解決方法探究

崔厚祥潘衛江

(1.廣東省計量科學研究院,廣東廣州 510405;2.佳思德科技(深圳)有限公司,廣東深圳 518400)

關于使用呼氣酒精含量探測儀檢測過程存在的問題及解決方法探究

崔厚祥1潘衛江2

(1.廣東省計量科學研究院,廣東廣州 510405;2.佳思德科技(深圳)有限公司,廣東深圳 518400)

呼氣酒精含量探測儀對駕駛員呼出酒精濃度檢測結果成為交警執法重要判定依據,因此呼氣酒精探測儀的檢測的準確性直接關系到到執法的可靠性,公正性。但是呼氣酒精探測儀檢測過程中受呼氣體積、持續時間、流速、呼氣中斷、呼出氣體濃度和呼氣溫度的影響,而在檢測過程中存在著標準酒精氣源不統一,呼氣體積、持續時間、流速、呼氣中斷、呼出氣體濃度和呼氣溫度規定可操作性不強和缺乏依據的問題,本文探究了規范統一酒精測試性能要求和完善呼氣的檢測方式的解決方法。

呼氣酒精探測儀 問題 解決方法

隨著我國私家車保有量的激增，為防止酒后駕車事故的發生，公安部門加強了對酒駕的檢查力度。呼氣酒精含量探測儀(以下簡稱儀器)對駕駛員呼出酒精濃度檢測結果成為重要判定依據，因此呼氣酒精含量探測儀的檢測的準確性直接關系到到執法的可靠性，公正性。針對我國目前呼氣酒精含量探測儀檢測中存在著一些問題，本文將通過對該類儀器的工作原理及檢測中存在的問題的進行闡述，并提出可能的解決方法。

1 呼氣酒精探測儀的工作原理

呼氣酒精含量探測儀工作原理是當被檢測者向呼氣酒精測試儀吹入含有酒精的空氣，呼氣酒精探測儀內的燃料電池酒精傳感器，接收到含有酒精的空氣在燃料電池酒精傳感器的燃燒室內特種催化劑作用下充分燃燒并將熱能轉變為電能，在二個白金電極上產生電壓，這個電壓與進入燃燒室內氣體的酒精濃度成正比，當電能消耗在外接負載上，并通過數值顯示出來。

2 呼氣酒精含量探測儀檢測存在的問題

2.1 影響呼氣酒精探測儀檢測的因素

2.1.1 呼氣體積的影響

呼氣酒精探測儀測量的最佳效果應該是被測者呼出氣體是來自肺泡深部的，而要得到肺泡深部的氣體必須是被測者呼出相當于肺活量的氣體。因此，呼出氣體體積將直接影響測量結果有影，如果呼入呼氣酒精探測儀內的氣體的體積不夠，測量結果將會偏低。

2.1.2 呼氣持續時間的影響

當測試者用相同的力度呼氣時間長短影響到呼出氣體量，而最終呼出氣體量會影響到測量結果。

2.1.3 流速的影響

每個人在呼氣過程中呼氣壓力并不是不變的，而是有波動的，也即呼氣過程中的流速是在變動的。呼氣酒精探測儀可能會對這種變化的流速產生錯誤的判斷及測量，最終影響對酒精濃度測量結果。

2.1.4 呼氣中斷的影響

測試者在進行檢測中不同的呼氣方式對檢測結果影響很大，如果測試者有的人在呼氣中慢慢停止呼氣，呼氣中斷過程緩慢，測試結果將偏高，而如果呼氣陡然停止，中斷過程迅速，測試結果將偏低。

2.1.5 呼出氣體濃度的影響

人體在呼出氣體時呼氣中的酒精濃度并非是恒定的，而是一個逐步增加的過程。當吹氣到2.5秒時，呼氣中酒精濃度已經達到最大濃度的99%，此后呼氣中酒精濃度達到平臺期。可以認為此時呼出的氣體已經可以代表血液中的酒精濃度。呼氣酒精探測儀如果在呼氣平臺期前進行采樣，則測量結果會偏低。而且測試者如果在呼吸測試前過度換氣或高頻的深呼吸，會使測試的酒精濃度降低。如果在測試前屏住呼吸20秒鐘，又會使測試的酒精濃度提高。

2.1.6 呼氣溫度的影響

呼吸過程中呼吸道的冷熱程度也會影響呼氣酒精探測儀測試結果。在做呼出氣體的酒精定量測試時，呼出氣體的濕度和溫度會造成燃料電池型酒精測試儀產生時間漂移和溫度漂移，嚴重影響檢測結果的準確性。

2.2 目前呼氣酒精含量探測儀檢測存在的問題

2.2.1 標準濃度酒精氣源的問題

目前呼氣酒精含量測試儀計量檢測相關的國家標準是JJG 657-2006，在JJG 657-2006規定中酒精標準氣體有三種：(1)液態有機氣體配氣裝置，配制的酒精標準氣體擴展不確定度小于等于3%， k=2； (2)酒精呼氣模擬器，配制的酒精標準氣體擴展不確定度小于等于3%，k=2；(3)瓶裝空氣中有證酒精氣體擴展不確定度小于等于3%。而沒有確定統一的標準酒精氣源。在實際使用一般瓶裝酒精標準氣體均為摩爾濃度標示，而檢測中使用的是其他單位，因此存在一個使用條件及轉換問題。但在JJG 657-2006中沒有規定轉換標準的使用時的環境條件。而對于酒精呼氣模擬器標準氣源，酒精呼氣模擬器經多次呼氣后，溶液中酒精隨著測量次數增加而減少，其酒精氣體濃度越小，誤差隨之增大。雖然液態有機氣體配氣裝置是目前使用最多的標準酒精氣源，但其受溫度及壓力的影響很大。

另一方面液態有機氣體配氣裝置和酒精呼氣模擬器產生的酒精標準氣體是濕氣，在酒精氣體中含有大量的水汽，而瓶裝酒精標準氣體是純酒精氣體，實際使用中，水汽對燃料電池傳感器反應結果的影響尚不明確，對于三種檢測結果的準確性，在JJG 657-2006中沒有指出。

2.2.2 吹氣壓力的問題

在JJG 657-2006中對于吹氣壓力是如下規定的：儀器應在供氣壓力大于240Pa時開始采樣。而在GB/T21254—2007《呼出氣體酒精含量檢測儀》國家標準規定吹氣壓力：“酒檢儀必須使用適宜的吹管，當吹氣流速為0.17L/s時，氣壓應不超過25hPa”。兩個規定一個規定了吹氣時允許的最大壓力為25hPa，而另一個規定的是最小吹氣壓力為240Pa，因此，這兩個標準在吹氣壓力的規定上是有分歧的，不統一。

2.2.3 呼氣持續時間的問題

在JJG 657-2006中對于呼氣持續時間測試是如下規定的：“儀器采樣時，要求呼氣氣體持續時間大于2.5秒。”同時，JJG 657-2006中對如何進行該項目檢測作了如下規定：“緩慢調節壓力，取樣泵開始工作的同時啟動秒表，在2.5秒內中斷氣流，儀器應發出報警信號或者中斷測量”。而在實際操作中上，“緩慢調節壓力”沒有規定調節后的壓力應該是多少，“在2.5秒內中斷氣流”沒有規定到底應該在何時中斷氣流，1秒時，1.5秒時，還是剛好是2.5秒，因此在執行中缺少可操作性。同時沒有規定公差，如2.5秒的測量應該是2.5±0.1秒。

另一方面規定中對于每個人呼氣時用力程度沒有明確，在實踐中如果檢測者呼氣時不用力雖然呼出氣體的時間是2.5秒，其呼氣量卻達不到標準，假設某個人以0.1L/s的流速進行呼氣2.5秒，則實際呼出氣體只有0.25L，如果另一人以0.4L/s的流速進行呼氣2.5秒，則實際呼出氣體只有1.0L，因此，僅僅規定一個最短呼氣時間是沒有意義的。

2.2.4 吹氣中斷的問題

在JJG 657-2006中沒有規定吹氣中斷的內容，而是與吹氣持續時間的規定合在一起：“儀器采樣時，要求呼氣持續時間大于2.5秒。如果呼氣氣流在測量過程中突然中斷，儀器應發出報警信號或中斷測量。”基于同樣的原因，如果沒有規定最小吹氣流量，則根據最小吹氣時間來判斷吹氣是否中斷是不合理的。

2.2.5 對溫度的問題

在JJG 657-2006和GB/T21254—2007中沒有規定在檢測過程，對氣體溫度的規定，而在實踐中由于檢測環境的不同，呼出氣體的濕度和溫度會有很大的變化，對于檢測結果和檢測時長也有很大影響，當環境溫度高時，檢測時間僅僅需要30秒，當環境溫度低時，檢測時間長達3分鐘。

3 解決方法

3.1 酒精測試性能要求

針對呼氣酒精測試儀檢測中酒精標準氣體不統一的問題，國家相關檢測中心制定標準酒精氣體的一級標物，其要求要高于JJG 657-2006和GB/T21254—2007中的基本要求，同時為減少使用過程中的不確定性，統一所有的標準酒精氣體在使用時的溫度為34°C ± 0.5°C。同時，對于每種不同的標準氣體，必須根據其自身的物理化學特性來制定使用時的注意事項。

3.2 完善呼氣的檢測方式

為完善檢測時呼氣量、呼氣壓力、呼氣間斷對檢測結果的影響，可以將呼氣酒精探測儀吹氣嘴后安裝具有活塞產生位移驅動葉片開關，可以保證呼氣的單向性，并檢測呼入氣體的壓力和流速和檢測是否出現呼氣中斷，從而完成人呼氣確認，滿足呼氣連續性和最小呼氣量要求，同時結合安裝溫度傳感器、麥克風作為呼氣檢測模塊。呼氣時，話筒電流會發生變化，同時口腔呼出的氣體應該比環境溫度高，溫度傳感器會檢測到溫度上升。只有這兩個條件全部滿足，才可被視為呼氣確認。

[1]中華人民共和國國家標準.車輛駕駛人員血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗[S].GB19522—2010,2011.

[2]中華人民共和國國家標準.呼出氣體酒精含量探測器檢定規程[S].JJG 657-2006.

[3]中華人民共和國國家標準.呼出氣體酒精含量檢測儀[S].GB/ T21254—2007.

[4]中華人民共和國公共安全行業標準.呼出氣體酒精含量探測器[S].GA307-2001,2001.