关于使用呼气酒精含量探测仪检测过程存在的问题及解决方法探究

崔厚祥潘卫江

(1.广东省计量科学研究院,广东广州 510405;2.佳思德科技(深圳)有限公司,广东深圳 518400)

关于使用呼气酒精含量探测仪检测过程存在的问题及解决方法探究

崔厚祥1潘卫江2

(1.广东省计量科学研究院,广东广州 510405;2.佳思德科技(深圳)有限公司,广东深圳 518400)

呼气酒精含量探测仪对驾驶员呼出酒精浓度检测结果成为交警执法重要判定依据,因此呼气酒精探测仪的检测的准确性直接关系到到执法的可靠性,公正性。但是呼气酒精探测仪检测过程中受呼气体积、持续时间、流速、呼气中断、呼出气体浓度和呼气温度的影响,而在检测过程中存在着标准酒精气源不统一,呼气体积、持续时间、流速、呼气中断、呼出气体浓度和呼气温度规定可操作性不强和缺乏依据的问题,本文探究了规范统一酒精测试性能要求和完善呼气的检测方式的解决方法。

呼气酒精探测仪 问题 解决方法

随着我国私家车保有量的激增，为防止酒后驾车事故的发生，公安部门加强了对酒驾的检查力度。呼气酒精含量探测仪(以下简称仪器)对驾驶员呼出酒精浓度检测结果成为重要判定依据，因此呼气酒精含量探测仪的检测的准确性直接关系到到执法的可靠性，公正性。针对我国目前呼气酒精含量探测仪检测中存在着一些问题，本文将通过对该类仪器的工作原理及检测中存在的问题的进行阐述，并提出可能的解决方法。

1 呼气酒精探测仪的工作原理

呼气酒精含量探测仪工作原理是当被检测者向呼气酒精测试仪吹入含有酒精的空气，呼气酒精探测仪内的燃料电池酒精传感器，接收到含有酒精的空气在燃料电池酒精传感器的燃烧室内特种催化剂作用下充分燃烧并将热能转变为电能，在二个白金电极上产生电压，这个电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比，当电能消耗在外接负载上，并通过数值显示出来。

2 呼气酒精含量探测仪检测存在的问题

2.1 影响呼气酒精探测仪检测的因素

2.1.1 呼气体积的影响

呼气酒精探测仪测量的最佳效果应该是被测者呼出气体是来自肺泡深部的，而要得到肺泡深部的气体必须是被测者呼出相当于肺活量的气体。因此，呼出气体体积将直接影响测量结果有影，如果呼入呼气酒精探测仪内的气体的体积不够，测量结果将会偏低。

2.1.2 呼气持续时间的影响

当测试者用相同的力度呼气时间长短影响到呼出气体量，而最终呼出气体量会影响到测量结果。

2.1.3 流速的影响

每个人在呼气过程中呼气压力并不是不变的，而是有波动的，也即呼气过程中的流速是在变动的。呼气酒精探测仪可能会对这种变化的流速产生错误的判断及测量，最终影响对酒精浓度测量结果。

2.1.4 呼气中断的影响

测试者在进行检测中不同的呼气方式对检测结果影响很大，如果测试者有的人在呼气中慢慢停止呼气，呼气中断过程缓慢，测试结果将偏高，而如果呼气陡然停止，中断过程迅速，测试结果将偏低。

2.1.5 呼出气体浓度的影响

人体在呼出气体时呼气中的酒精浓度并非是恒定的，而是一个逐步增加的过程。当吹气到2.5秒时，呼气中酒精浓度已经达到最大浓度的99%，此后呼气中酒精浓度达到平台期。可以认为此时呼出的气体已经可以代表血液中的酒精浓度。呼气酒精探测仪如果在呼气平台期前进行采样，则测量结果会偏低。而且测试者如果在呼吸测试前过度换气或高频的深呼吸，会使测试的酒精浓度降低。如果在测试前屏住呼吸20秒钟，又会使测试的酒精浓度提高。

2.1.6 呼气温度的影响

呼吸过程中呼吸道的冷热程度也会影响呼气酒精探测仪测试结果。在做呼出气体的酒精定量测试时，呼出气体的湿度和温度会造成燃料电池型酒精测试仪产生时间漂移和温度漂移，严重影响检测结果的准确性。

2.2 目前呼气酒精含量探测仪检测存在的问题

2.2.1 标准浓度酒精气源的问题

目前呼气酒精含量测试仪计量检测相关的国家标准是JJG 657-2006，在JJG 657-2006规定中酒精标准气体有三种：(1)液态有机气体配气装置，配制的酒精标准气体扩展不确定度小于等于3%， k=2； (2)酒精呼气模拟器，配制的酒精标准气体扩展不确定度小于等于3%，k=2；(3)瓶装空气中有证酒精气体扩展不确定度小于等于3%。而没有确定统一的标准酒精气源。在实际使用一般瓶装酒精标准气体均为摩尔浓度标示，而检测中使用的是其他单位，因此存在一个使用条件及转换问题。但在JJG 657-2006中没有规定转换标准的使用时的环境条件。而对于酒精呼气模拟器标准气源，酒精呼气模拟器经多次呼气后，溶液中酒精随着测量次数增加而减少，其酒精气体浓度越小，误差随之增大。虽然液态有机气体配气装置是目前使用最多的标准酒精气源，但其受温度及压力的影响很大。

另一方面液态有机气体配气装置和酒精呼气模拟器产生的酒精标准气体是湿气，在酒精气体中含有大量的水汽，而瓶装酒精标准气体是纯酒精气体，实际使用中，水汽对燃料电池传感器反应结果的影响尚不明确，对于三种检测结果的准确性，在JJG 657-2006中没有指出。

2.2.2 吹气压力的问题

在JJG 657-2006中对于吹气压力是如下规定的：仪器应在供气压力大于240Pa时开始采样。而在GB/T21254—2007《呼出气体酒精含量检测仪》国家标准规定吹气压力：“酒检仪必须使用适宜的吹管，当吹气流速为0.17L/s时，气压应不超过25hPa”。两个规定一个规定了吹气时允许的最大压力为25hPa，而另一个规定的是最小吹气压力为240Pa，因此，这两个标准在吹气压力的规定上是有分歧的，不统一。

2.2.3 呼气持续时间的问题

在JJG 657-2006中对于呼气持续时间测试是如下规定的：“仪器采样时，要求呼气气体持续时间大于2.5秒。”同时，JJG 657-2006中对如何进行该项目检测作了如下规定：“缓慢调节压力，取样泵开始工作的同时启动秒表，在2.5秒内中断气流，仪器应发出报警信号或者中断测量”。而在实际操作中上，“缓慢调节压力”没有规定调节后的压力应该是多少，“在2.5秒内中断气流”没有规定到底应该在何时中断气流，1秒时，1.5秒时，还是刚好是2.5秒，因此在执行中缺少可操作性。同时没有规定公差，如2.5秒的测量应该是2.5±0.1秒。

另一方面规定中对于每个人呼气时用力程度没有明确，在实践中如果检测者呼气时不用力虽然呼出气体的时间是2.5秒，其呼气量却达不到标准，假设某个人以0.1L/s的流速进行呼气2.5秒，则实际呼出气体只有0.25L，如果另一人以0.4L/s的流速进行呼气2.5秒，则实际呼出气体只有1.0L，因此，仅仅规定一个最短呼气时间是没有意义的。

2.2.4 吹气中断的问题

在JJG 657-2006中没有规定吹气中断的内容，而是与吹气持续时间的规定合在一起：“仪器采样时，要求呼气持续时间大于2.5秒。如果呼气气流在测量过程中突然中断，仪器应发出报警信号或中断测量。”基于同样的原因，如果没有规定最小吹气流量，则根据最小吹气时间来判断吹气是否中断是不合理的。

2.2.5 对温度的问题

在JJG 657-2006和GB/T21254—2007中没有规定在检测过程，对气体温度的规定，而在实践中由于检测环境的不同，呼出气体的湿度和温度会有很大的变化，对于检测结果和检测时长也有很大影响，当环境温度高时，检测时间仅仅需要30秒，当环境温度低时，检测时间长达3分钟。

3 解决方法

3.1 酒精测试性能要求

针对呼气酒精测试仪检测中酒精标准气体不统一的问题，国家相关检测中心制定标准酒精气体的一级标物，其要求要高于JJG 657-2006和GB/T21254—2007中的基本要求，同时为减少使用过程中的不确定性，统一所有的标准酒精气体在使用时的温度为34°C ± 0.5°C。同时，对于每种不同的标准气体，必须根据其自身的物理化学特性来制定使用时的注意事项。

3.2 完善呼气的检测方式

为完善检测时呼气量、呼气压力、呼气间断对检测结果的影响，可以将呼气酒精探测仪吹气嘴后安装具有活塞产生位移驱动叶片开关，可以保证呼气的单向性，并检测呼入气体的压力和流速和检测是否出现呼气中断，从而完成人呼气确认，满足呼气连续性和最小呼气量要求，同时结合安装温度传感器、麦克风作为呼气检测模块。呼气时，话筒电流会发生变化，同时口腔呼出的气体应该比环境温度高，温度传感器会检测到温度上升。只有这两个条件全部满足，才可被视为呼气确认。

[1]中华人民共和国国家标准.车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验[S].GB19522—2010,2011.

[2]中华人民共和国国家标准.呼出气体酒精含量探测器检定规程[S].JJG 657-2006.

[3]中华人民共和国国家标准.呼出气体酒精含量检测仪[S].GB/ T21254—2007.

[4]中华人民共和国公共安全行业标准.呼出气体酒精含量探测器[S].GA307-2001,2001.