醉酒呼吸分析仪
醉酒呼吸分析仪是一种测试岁就司机血液中所含有的酒精浓度的仪器。我们经常会听到或看到司机遇到车祸后遭受酒后驾车的起诉。事故的新闻报道中经常会说司机的血液酒精含量有多高,以及法定的血液酒精限制是多少。例如司机的血液酒精含量可能会达到0.15,而法定限制是不能超过0.08。很多执勤警官依靠呼吸酒精测试设备(呼吸测试仪是其中一种)判断怀疑醉酒司机的血液酒精浓度(BAC),从而判断所怀疑的司机是否在法律意义上醉酒。
设备类型
呼吸酒精测试设备类型主要有三种,各按不同的原理工作:
呼吸分析仪——利用与酒精有关的化学反应产生颜色变化。
毒物分析仪——通过红外线(IR)光谱检测酒精。
酒精感应器III或IV——在燃料电池中检测酒精的化学反应。
不管是哪种类型,每个设备都有吹口、管子(用于让嫌疑人吹气)和采样仓(用于储藏吹入的气体)。设备的其他部分随类型不同而异。
呼吸分析仪设备包含:
用于对嫌疑人的呼吸进行采样的系统。装有化学反应混合剂的两个玻璃瓶。与仪表相连的光电池系统,用于测量与化学反应关联的颜色变化。
测量酒精时,嫌疑人对着设备吹气。呼吸样本在一个瓶中形成气泡,通过硫酸、重铬酸钾、硝酸银和水的混合物。
在反应过程中:硫酸将酒精从气体中分离并融入到溶液中。酒精与重铬酸钾产生反应产生:硫酸铬、硫酸钾、乙酸、水。硝酸银是一种催化剂,这种物质可以加快反应速度而不参与反应。硫酸除了将酒精从空气中分离外,还可以提供反应过程所需的酸性条件。
在此反应过程中,红橙色的重铬酸盐离子与酒精反应后会生成绿色的铬离子;颜色变化的程度与呼出气体中的酒精含量直接相关。为了确认吹入气体中的酒精含量,参与反应的混合物与一瓶未参与反应的混合物在光电池系统中进行对比,同时产生电流带动仪表指针从静止的位置开始移动。然后操作者旋转旋钮让指针回到静止位置,从旋钮读取酒精含量值。操作者为让指针回到静止位置时对旋钮转动的幅度越大,就表明酒精含量越高。
毒物分析仪:
这种设备使用红外线(IR)光谱,根据分子对于红外线的吸收方式来进行识别。
分子在不停地振动。这种振动会在分子吸收红外线时产生变化。变化包括各种化学键的弯曲和拉伸。分子内的各种不同化学键会吸收不同波长的红外线。因此,要识别样品中的乙醇,就要观察乙醇中化学键(C-O、O-H、C-H和C-C)的波长,并测量红外线的吸收。被吸收的波长可用于识别乙醇物质,并根据吸收的红外线的量,可得知乙醇的含量。
在毒物分析仪中:红外灯产生宽带(多波长)红外光束。宽带红外光束穿过采样仓,通过透镜聚焦到旋转的滤光轮上。滤光轮带有专门为乙醇化学键波长设计的窄带滤镜。穿过每个滤镜的光被光电池探测到,并转化为电脉冲。电脉冲传递到微处理器,微处理器对脉冲进行解译,并根据其对红外线的吸收来计算BAC。
现代燃料电池技术(这项技术有朝一日可能会驱动我们的汽车,甚至为住宅供电)已经应用于呼吸酒精探测器。酒精感应器III和IV等设备就使用燃料电池。
燃料电池有两个铂电极,中间为多孔的酸电解液材料夹层。嫌疑人呼出的气体通过燃料电池的一侧时,铂会氧化气体中的任何酒精,生成乙酸、质子和电子。
电子从铂电极经过导线。导线的一侧连接电流计,另一侧连接铂电极。质子沿着燃料电池的下方移动,结合另一侧的氧和电子生成水。被氧化的乙醇越多,产生的电流越大。微处理器测量电流并计算BAC。
对于任何呼吸酒精测试设备的操作人员,都有?必要对设备的使用和校准进行培训,尤其是结果将用作DWI审讯的证据时。执法警察可以携带与大型设备具有同样工作原理的便携式呼吸测试设备。法院可以承认呼吸测试已知的精确度,不过控方一般会依靠从大型设备获得的结果。
测试原理
一个人喝下去的酒精能在呼吸中检测出来,因为酒精经过口腔、咽喉、胃和肠道后会被血流吸收。
酒精被吸收后不会被消化掉,也不会在血流中发生化学反应。随着血液流经肺脏,部分酒精会穿过肺部气囊(肺泡)的薄膜排到空气中,这是因为酒精会从溶液中挥发,即具有挥发性。肺泡空气中的酒精浓度与血液中的酒精浓度相关。当肺泡空气中的酒精被呼出时,即可被呼吸酒精测试设备检测到。这样警察不需要抽取司机的血液来测试酒精含量,而只要当场测试司机的呼吸,就可以立即知道是否可以将其拘捕。
由于呼吸中的酒精浓度与血液中的浓度相关,因此通过测量呼吸中的酒精即可得出BAC。呼吸酒精与血液酒精的比例2,100:1。也就是说,2,100毫升(ml)的肺泡空气内含的酒精的量与1毫升的血液相当。
多年来,美国各地对于醉酒的法定标准是0.10,但现在很多州采用了0.08标准。联邦政府已经敦促各州下调法定限制。美国医疗协会表示,人体血液酒精含量达到0.05就会令驾驶能力受到削弱。如果人体BAC值为0.08,意味着每100毫升的血液中含有0.08克酒精。
现在有多种设备可用于测量BAC。
作用
对于公共安全来说,避免醉酒司机上路是非常重要的。1999年在美国4.2万例交通事故死亡中,约有38%与酒精有关。能够通过路边清醒度测试(可以摸到自己的鼻子或能沿直线行走)的司机,其血液酒精含量仍然有可能超过法定限制,开车上路会非常危险。因此,警察使用科技来检测怀疑醉酒司机的酒精含量,避免其醉酒驾驶。
很多执勤警官依靠呼吸酒精测试设备(呼吸测试仪是其中一种)判断怀疑醉酒司机的血液酒精浓度(BAC)。
如今,酒精测试仪品种多样,用途广阔。世界各国使用的仪器也各不相同,但无一不是主要预防酒后驾车。