酒精檢測儀是怎麼吹口氣兒就能識別酒駕的？

　　我們經常聽到或者看到因為司機酒駕而發生的交通事故
，在事故的新聞報道中，經常會說司機的血液中酒精含量是多少
，以及血液中酒精的法定限量是多少。例如，一名司機可能被檢測血液中酒精含量為0.15，而法定上限是0.08。但這些數字意味著什麼？警察如何確定具有酒駕嫌疑的司機是否屬於合法攝入？你可能聽說過呼氣酒精測試儀，然而你更想知道一個人呼出的氣體是如何顯示其酒精的攝入量。

　　考慮到公共安全，禁止司機酒後駕車是很重要的。1999年
，美國有4.2萬人死於交通事故，其中38%yujiujingyouguan。jiusuanshinenggoutongguomobizihuozouzhixiandeqingxingceshidesiji，qijiujingdesheruliangrengrankenengchaoguoxueyejiujinghanliangdefadingshangxian，chengweimalushashou。yinci，jingchashiyongyixiezuixindejishulaijiancejuyoujiujiaxianyidesijidejiujingnongdu，bingjiangtamendailimalu。

　　許多執勤交警利用呼氣酒精測試設備（呼氣酒精測試儀是其中一種）來確定酒後駕駛嫌疑人的血液酒精濃度（BAC）。在本文中
，我們將研究這些呼氣酒精測試設備蘊藏哪些科學原理和技術。

　　1.為什麼要測試

　　酒後駕駛的法律依據是血液酒精濃度（BAC）水平。然而，在現場采集血液樣本後在實驗室分析，對於拘留涉嫌酒後駕駛（DWI）或醉酒駕駛（DUI）desijilaishuo，jibushiji
，yebugaoxiao。niaoyejiujingjiancebeizhengminghexueyequyangyiyangbuqieshiji。womenxuyaodeshiyizhongnenggouzaibuqinrusijishentideqingkuangxia

，celiangyuxueyejiujingnongduxiangguandezhibiaodefangfa。

　　在20世紀40年代，呼氣酒精測試裝置首次被發明出來供警察使用。1954年，美國印第安納州警察局的羅伯特・博肯斯坦博士（Dr.Robert Borkenstein）發明了呼氣酒精測試儀
，這種呼氣酒精測試設備至今仍在執法機構中使用。

　　讓我們來看看這些設備是基於什麼工作原理。

　　2.測試原理

　　一個人喝下去的酒精會被口腔、喉嚨
、胃和腸道吸收到血液中，然後以呼氣的形式呼出體外。

　　酒(jiu)精(jing)在(zai)攝(she)入(ru)後(hou)不(bu)會(hui)被(bei)消(xiao)化(hua)，也(ye)不(bu)會(hui)在(zai)血(xue)液(ye)中(zhong)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)。由(you)於(yu)酒(jiu)精(jing)具(ju)有(you)揮(hui)發(fa)性(xing)，所(suo)以(yi)當(dang)血(xue)液(ye)流(liu)經(jing)肺(fei)部(bu)時(shi)，能(neng)夠(gou)從(cong)血(xue)液(ye)中(zhong)蒸(zheng)發(fa)，所(suo)以(yi)一(yi)些(xie)酒(jiu)精(jing)會(hui)通(tong)過(guo)肺(fei)泡(pao)膜(mo)進(jin)入(ru)肺(fei)泡(pao)內(nei)的(de)氣(qi)體(ti)中(zhong)。肺(fei)泡(pao)氣(qi)體(ti)中(zhong)的(de)酒(jiu)精(jing)濃(nong)度(du)與(yu)血(xue)液(ye)中(zhong)的(de)酒(jiu)精(jing)濃(nong)度(du)相(xiang)關(guan)，當(dang)肺(fei)泡(pao)氣(qi)體(ti)中(zhong)的(de)酒(jiu)精(jing)被(bei)呼(hu)出(chu)時(shi)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)呼(hu)氣(qi)酒(jiu)精(jing)測(ce)試(shi)設(she)裝(zhuang)置(zhi)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)。交(jiao)警(jing)不(bu)必(bi)抽(chou)取(qu)司(si)機(ji)的(de)血(xue)液(ye)來(lai)檢(jian)測(ce)他(ta)們(men)體(ti)內(nei)的(de)酒(jiu)精(jing)含(han)量(liang)，而(er)是(shi)通(tong)過(guo)當(dang)場(chang)測(ce)試(shi)司(si)機(ji)的(de)呼(hu)吸(xi)
，就(jiu)可(ke)以(yi)馬(ma)上(shang)知(zhi)道(dao)司(si)機(ji)是(shi)否(fou)屬(shu)於(yu)酒(jiu)後(hou)駕(jia)駛(shi)。

　　因為呼氣中的酒精濃度與血液中的酒精濃度有關，所以交警可以通過測量呼氣中的酒精含量來計算BAC。呼氣中酒精含量和血液中酒精含量的比例是2100：1（譯注：原文如此）。這意味著2100毫升肺泡空氣所含的酒精與1毫升血液所含的酒精相同。

　　美國醫學協會表示
，當血液酒精濃度達到0.05時
，人體就會受到損害。如果一個人的血液酒精濃度測量為0.08，也就意味著每100毫升血液中含有0.08克（80毫克）酒精。多年來
，我國執行的醉酒駕駛標準是每百毫升血液中含酒精80毫克，下麵將用0.08代替。

　　現在，交警有幾種不同的設備可以測量BAC。

　　3.呼氣分析儀

　　呼氣酒精分析設備主要有三種類型，它們基於不同的原理：

　　呼氣酒精測試儀-利用與酒精發生化學反應產生顏色變化

　　呼氣測醉儀-通過紅外（IR）光譜檢測酒精

　　酒精傳感器III或IV-檢測燃料電池中酒精的化學反應

　　無wu論lun是shi哪na種zhong類lei型xing，每mei個ge設she備bei都dou有you一yi個ge吹chui氣qi口kou，一yi個ge供gong司si機ji吹chui氣qi的de管guan子zi
，以yi及ji一yi個ge儲chu存cun空kong氣qi的de樣yang本ben室shi。設she備bei的de其qi餘yu部bu分fen根gen據ju類lei型xing不bu同tong而er有you所suo區qu別bie。

　　呼氣酒精測試儀

　　呼氣酒精測試儀裝置包含：

　　采集嫌疑人呼吸樣本的係統

　　兩個裝有化學反應混合物的玻璃瓶

　　與儀表相連的光電池係統，用來測試與化學反應式相關的顏色變化

　　為了測量酒精含量
，司機要對著儀器吹氣。呼出的氣體樣本在一個小瓶中與硫酸
、重鉻酸鉀

、硝酸銀和水的混合物反應。測量原理基於以下化學反應：

　　在這個反應中：

　　硫酸將空氣中的酒精溶解成液體溶液。

　　乙醇與重鉻酸鉀反應生成：硫酸鉻、硫酸鉀、乙酸、水

　　硝(xiao)酸(suan)銀(yin)是(shi)一(yi)種(zhong)催(cui)化(hua)劑(ji)

，這(zhe)種(zhong)物(wu)質(zhi)在(zai)不(bu)參(can)與(yu)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，加(jia)快(kuai)反(fan)應(ying)進(jin)行(xing)。硫(liu)酸(suan)除(chu)了(le)能(neng)從(cong)氣(qi)體(ti)中(zhong)轉(zhuan)移(yi)酒(jiu)精(jing)外(wai)，還(hai)可(ke)能(neng)為(wei)該(gai)反(fan)應(ying)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)酸(suan)性(xing)條(tiao)件(jian)。

　　在這個反應中，紅橙色的重鉻酸鹽離子與醇反應時變成綠色的鉻離子
；顏(yan)色(se)變(bian)化(hua)的(de)程(cheng)度(du)與(yu)排(pai)出(chu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)酒(jiu)精(jing)含(han)量(liang)直(zhi)接(jie)相(xiang)關(guan)。為(wei)了(le)確(que)定(ding)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)酒(jiu)精(jing)含(han)量(liang)，將(jiang)反(fan)應(ying)的(de)混(hun)合(he)物(wu)與(yu)光(guang)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)中(zhong)一(yi)瓶(ping)未(wei)反(fan)應(ying)的(de)混(hun)合(he)物(wu)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)
，產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)，使(shi)儀(yi)表(biao)中(zhong)的(de)針(zhen)從(cong)靜(jing)止(zhi)位(wei)置(zhi)移(yi)動(dong)。然(ran)後(hou)
，操(cao)作(zuo)者(zhe)旋(xuan)轉(zhuan)旋(xuan)鈕(niu)，將(jiang)針(zhen)頭(tou)帶(dai)回(hui)原(yuan)來(lai)的(de)位(wei)置(zhi)，這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)旋(xuan)鈕(niu)旋(xuan)轉(zhuan)得(de)越(yue)多(duo)
，酒(jiu)精(jing)含(han)量(liang)就(jiu)越(yue)高(gao)，從(cong)而(er)讀(du)取(qu)酒(jiu)精(jing)含(han)量(liang)。

　　酒精的化學成分

　　酒精飲料中的酒精是乙醇，乙醇的分子結構是這樣的：

　　其中C是碳
，H是氫，O是氧，每個連接符是原子間的化學鍵。

　　分子上的羥基（O-H）是醇的官能團。這個分子中有四種鍵：

　　碳-碳（C-C）

　　碳-氫（C-H）

　　碳-氧（C-O）

　　氫-氧（O-H）

　　原子間的化學鍵是共用的電子對。化學鍵非常像彈簧：它們可以彎曲和拉伸。這些性質對紅外光譜法檢測樣品中的乙醇具有重要意義。

　　4.呼氣測醉器

　　呼氣測醉器示意圖。A石英燈（紅外光源），B吹氣入口，C呼氣出口
，D樣品室，E透鏡，F過濾器葉輪，G光電管，H微處理器

　　這種設備利用紅外光譜學
，根據分子吸收的紅外光來識別分子。

　　分fen子zi不bu斷duan振zhen動dong
，當dang分fen子zi吸xi收shou紅hong外wai光guang時shi，這zhe些xie振zhen動dong就jiu會hui發fa生sheng變bian化hua。振zhen動dong的de變bian化hua包bao括kuo各ge種zhong鍵jian的de彎wan曲qu和he拉la伸shen。分fen子zi內nei的de每mei種zhong鍵jian吸xi收shou不bu同tong波bo長chang的de紅hong外wai線xian。因yin此ci，為wei了le識shi別bie樣yang品pin中zhong的de乙yi醇chun，你ni必bi須xu觀guan察cha乙yi醇chun中zhong化hua學xue鍵jian的de波bo長chang（C-O,O-H,C-H,C-C）並測量對紅外光的吸收。吸收的波長能夠識別乙醇這種物質，紅外吸收的量告訴你酒精含量。

　　在呼氣測醉儀中:

　　燈產生寬帶(多波長)紅外光束。

　　通過樣品室的寬帶紅外光束，由透鏡聚焦到旋轉濾光輪上。

　　過濾輪包含針對乙醇中化學鍵的波長的窄帶過濾器。通過每個濾光片的光被光電池檢測，並在這裏被轉換成電脈衝。

　　電脈衝被傳送到微處理器，微處理器解讀脈衝並根據紅外光的吸收計算BAC。

　　5.酒精傳感器III或IV

　　現代燃料電池技術(將來可能為我們的汽車甚至家庭提供動力)已被應用於呼吸酒精檢測儀。像酒精傳感器III和IV這樣的設備使用的燃料電池。

　　燃ran料liao電dian池chi有you兩liang個ge鉑bo電dian極ji，中zhong間jian夾jia著zhe多duo孔kong酸suan電dian解jie質zhi材cai料liao。當dang嫌xian疑yi人ren呼hu出chu的de氣qi體ti流liu過guo燃ran料liao電dian池chi的de一yi側ce時shi，鉑bo會hui氧yang化hua氣qi體ti中zhong的de全quan部bu酒jiu精jing，產chan生sheng乙yi酸suan
、zhizihedianzi。dianzicongbodianjiliuguodaoxian。daoxianlianjiedaodianliujihelingyiduandebodianjishang。zhizichuanguoranliaodianchidexiabu，yuyanghelingyicededianzijiehexingchengshui。beiyanghuadejiujingyueduo，dianliujiuyueda。weichuliqiceliangdianliubingjisuanBAC。

　　呼hu氣qi酒jiu精jing測ce試shi裝zhuang置zhi的de操cao作zuo人ren員yuan都dou必bi須xu接jie受shou設she備bei使shi用yong和he校xiao準zhun方fang麵mian的de培pei訓xun
，特te別bie是shi如ru果guo測ce試shi結jie果guo將jiang用yong作zuo酒jiu後hou駕jia車che檢jian測ce的de證zheng據ju。執zhi法fa人ren員yuan可ke以yi攜xie帶dai與yu全quan尺chi寸cun設she備bei原yuan理li相xiang同tong的de便bian攜xie式shi呼hu吸xi測ce試shi設she備bei。然ran而er，法fa官guan的de判pan決jue可ke能neng會hui依yi據ju於yu呼hu吸xi測ce試shi的de檢jian測ce準zhun確que性xing，因yin此ci檢jian察cha官guan更geng傾qing向xiang於yu從cong全quan尺chi寸cun設she備bei獲huo得de結jie果guo。

　　酒精的氧化

　　如果在氧氣存在的情況下，從乙醇右邊的碳上去掉氫，就會得到醋酸
，這是醋的主要成分。乙酸的分子結構是這樣的:

　　其中C是碳，H是氫，O是氧，連接符是原子間的單鍵，符號"="是原子間的雙鍵。當乙醇氧化成乙酸時，也產生兩個質子和兩個電子。

　　標題：酒精檢測儀是怎麼吹口氣兒就能識別酒駕的？

　　來源：傳遞價值資訊