分析仪的工作原理

由:克雷格•Freudenrich博士。|

在你上路之前,你真的注意到自己喝了多少酒吗,还是你只是在猜测?别担心,警察会帮你的。
安娜·博伊科/斯金格/盖蒂图片社

我们听说和读到一些司机在事故中被指控酒后驾车,通常有关事故的新闻报道会说司机的情况酒精含量是多少血液酒精的法定上限是多少例如,可能会发现一个司机的浓度为0.15,而法定上限为0.08。但这些数字意味着什么呢?警察怎样才能知道他们怀疑的司机是否真的在法律上醉酒了呢?你可能听说过酒精测试但他们可能想知道一个人的呼吸究竟是如何显示这个人喝了多少酒的。

禁止酒后驾车者上路对公共安全很重要。1999年,美国有4.2万例交通死亡,其中约38%与交通事故有关酒精.那些能够通过路边清醒度测试的司机——他们可以摸自己的鼻子或走直线——仍然可能超过法定的血液酒精含量上限,对道路交通构成威胁。因此,警察使用一些最新的技术来检测疑似醉酒司机的酒精含量,并将他们从街道上清除。

广告

许多警察在现场依赖呼吸酒精测试设备(酒精分析仪是一种类型)来确定血液酒精浓度BAC)调查醉驾嫌疑人。在这篇文章中,我们将检查这些呼气酒精测试设备背后的科学原理和技术。

为什么测试?

酒精中毒的法律定义为血液中的酒精浓度(BAC)的水平。然而,在在外地抽取样本以供日后在实验室进行分析,对于拘捕怀疑在受损情况下驾驶的司机来说,既不实际,也不有效(醉酒驾车)或酒后驾车(酒后驾车).事实证明,在现场对酒精进行尿检和抽血一样不切实际。我们需要的是一种不侵入嫌疑人身体的方法来测量与血液酒精浓度相关的东西。

20世纪40年代,呼气酒精测试装置首次被开发出来供警察使用。在1954年,罗伯特·布洛博士印第安纳州警察发明了酒精测试这是目前执法机构使用的一种呼气酒精测试设备。

广告

让我们来看看这些测试是基于什么。

测试原理

酒精一个人喝的酒会在呼吸中体现出来,因为它会从口腔,喉咙,胃部和肠道被吸收到血液中

酒精在吸收时不会被消化,也不会在血液中发生化学变化。当血液流过时,部分酒精会穿过肺气囊的膜(肺泡)进入空气中,因为酒精会从溶液中蒸发——也就是说,它是挥发性.酒精的浓度肺泡气与血液中的酒精浓度有关当呼出肺泡空气中的酒精时,可通过呼气酒精测试装置检测到。警察不必抽血检测司机的酒精含量,而是可以当场检测司机的呼吸,立即知道是否有理由逮捕司机。

广告

因为呼吸中的酒精浓度与血液中的酒精浓度相关,你可以通过测量呼吸中的酒精来计算BAC。呼气酒精和血液酒精的比例是2100: 1.这意味着2100毫升肺泡空气所含的酒精相当于1毫升血液的酒精含量。

多年来,美国醉酒的法律标准是0.1度,但现在许多州都采用了这一标准0.08标准.联邦政府已敦促各州降低法定上限。美国医学协会表示,当血液中的酒精含量达到0.05时,一个人就会受损。如果一个人的BAC测量为0.08,这意味着每100毫升血液中有0.08克酒精。

有几种不同的仪器用于测量血液酒精浓度。

广告

设备类型:酒精测定器

呼气酒精测试设备主要有三种类型,它们基于不同的原理:

  • 酒精测试-使用含有酒精的化学反应产生颜色变化
  • Intoxilyzer-用红外光谱法检测酒精
  • 酒精传感器III或IV-检测酒精的化学反应燃料电池

不管什么类型,每个设备都有一个喉舌是嫌犯用来吹气的管子,还有一个样品室空气去哪里了。设备的其他部分因类型而异。

广告

酒精测试

酒精测试设备包含:

  • 一个采集嫌犯呼吸样本的系统
  • 两个装有化学反应混合物的玻璃瓶
  • 光电管系统:一种连接到仪表上的光电管系统,用来测量与化学反应有关的颜色变化

要测量酒精含量,嫌犯要对着装置呼气。呼气样本在一个小瓶中经过硫酸、重铬酸钾、硝酸银和水的混合物。测量原理基于以下化学反应:

在这个反应:

  1. 硫酸能去除空气中的酒精变成液体溶液。
  2. 酒精与重铬酸钾反应生产:硫酸铬硫酸钾醋酸水

硝酸银是催化剂这种物质在不参与反应的情况下使反应进行得更快。硫酸,除了从空气中除去酒精外,也可能为这个反应提供酸性条件。

在这个反应中,红橙色重铬酸盐离子改变颜色绿铬离子与醇反应时;颜色变化的程度与排出空气中的酒精含量直接相关。为了确定空气中酒精的含量,将反应过的混合物与瓶中未反应过的混合物进行比较光电管系统,会产生电流这导致仪表上的针从静止的位置移动。然后操作者旋转旋钮使针回到静止位置,并从旋钮读取酒精浓度——操作者旋转旋钮使针回到静止位置的次数越多,酒精浓度就越高。

广告

设备类型:陶醉剂

陶醉剂示意图"width=
陶醉剂示意图

这个设备使用红外(IR)光谱它根据分子吸收的方式来识别分子红外光线

分子不断振动当分子吸收红外光时,这些振动就会发生变化。振动的变化包括各种键的弯曲和拉伸。分子内的每种键吸收IR的速率都不同波长.因此,要在样品中识别乙醇,你必须观察乙醇中键(C-O, O-H, C-H, C-C)的波长,并测量对红外光的吸收。吸收的波长有助于确定该物质是乙醇,以及其含量红外吸收告诉你有多少乙醇。

广告

陶醉剂示意图"width=
陶醉剂示意图

Intoxilyzer:

  1. 一个产生宽带(多波长)红外波束。
  2. 宽带红外光束通过样品室,通过透镜聚焦到旋转滤光轮上。
  3. 滤光轮含有特定于乙醇中键的波长的窄带滤波器。通过每个滤光片的光被光电池检测到,在那里它被转换成电脉冲。
  4. 电脉冲被转发到微处理器,它解释脉冲,并根据红外光的吸收计算BAC。

广告

设备类型:酒精传感器III或IV

现代燃料电池技术(将来可能为我们的汽车甚至房屋提供动力)已经被应用于呼吸酒精探测器。Alcosensor III和IV等设备使用燃料电池。

燃料电池有两个铂电极用多孔acid-electrolyte材料夹在它们中间。当嫌犯呼出的空气经过燃料电池的一侧时,铂会氧化空气中的任何酒精,产生乙酸、质子和电子。

广告

电子从铂电极流过导线。导线连接到电流计和另一边的铂电极。质子通过燃料电池的下部,与氧和另一侧的电子结合形成水。被氧化的酒精越多,产生的影响就越大电流.一个微处理器测量电流并计算BAC。

任何呼气酒精测试装置的操作员必须接受使用和校准该装置的培训,特别是如果测试结果将被用作酒后驾车审判中的证据.执法人员可以携带便携式呼吸测试设备,其原理与全尺寸设备相同。然而,法庭案件可能会依赖呼吸测试的感知准确性,因此检察官依赖于从全尺寸设备获得的结果。

欲了解更多关于酒精测醉器和相关主题的信息,请查看下一页的链接。

广告

最初发布:2000年10月20日

分析仪常见问题

喝酒后多久才能通过酒精测试?
这完全取决于你的新陈代谢。有些人消化和排出酒精的速度快一些,而有些人则慢一些。一般来说,酒精分析仪可以在一个人摄入酒精15分钟后和大约12到18小时后检测出他体内的酒精。
酒精测醉器如何检测酒精?
由于酒精是一种挥发性物质(它在室温下蒸发),它的烟雾开始与你的呼吸混合。血液浓度越高,进入血液的气体就越多。当然,当含有这些烟雾的空气被呼出时,呼吸分析仪可以检测到。
酒精测醉器有多精确?
现代的酒精测醉器相当准确,但并不完美。它们确实有误差,就像任何设备一样,误差可能高达0.01%。
酒精测试的数字意味着什么?
这些数字是血液酒精浓度(BAC)的测量。这是由你对着酒精测试器吹气来决定的,它会评估你呼吸中的酒精含量。在大多数州,当你的血液酒精浓度为0.08%时,你就被视为合法的醉酒。

游戏

广告

加载……