0 引言
      呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀( 以下簡(jiǎn)稱酒檢儀)用于檢測(cè)人體呼出氣體中的酒精含量。酒檢儀由氣路、控制電路、酒精傳感器、呼氣檢測(cè)系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)及顯示打印系統(tǒng)等部件組成。依據(jù)測(cè)量原理酒檢儀可分為電池型( 即電化學(xué)型)、半導(dǎo)體型和紅外型等。 目前市場(chǎng)上使用的大部分是電池型( 即電化學(xué)型)。酒檢儀是公安交通管理部門用來現(xiàn)場(chǎng)判斷駕車司機(jī)是否酒后駕車的主要檢測(cè)設(shè)備， 是現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法的唯一憑證， 所以保障酒檢儀的準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。酒檢儀是通過酒檢儀檢定裝置的檢定來保證其量值傳遞的統(tǒng)一性， 確保了公安交管系統(tǒng)執(zhí)法的準(zhǔn)確性和公正性。所以如何選擇酒檢儀檢定裝置也是至關(guān)重要的。目前， 我國(guó)計(jì)量部門檢定酒檢儀的檢定裝置有 MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置及其改進(jìn)裝置、空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、我院與臺(tái)灣工研院合作研發(fā)的 BASIM 呼出氣體酒精含量探測(cè)器檢定裝置和 AlcoCal D1 呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀檢定裝置， 以下淺談這四種檢定裝置的性能。
 
1 工作原理和主要技術(shù)參數(shù)
1. 1 MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置
      MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置的原理是向定量的氣流中注入已知體積的純液態(tài)有機(jī)溶劑， 經(jīng)過內(nèi)部加熱到達(dá)設(shè)定的 105℃ 和依據(jù)流量及需要配置的濃度算出時(shí)間， 使液態(tài)有機(jī)溶劑充分汽化， 且充分混合稀釋氣體后， 配制出設(shè)定好的濃度， 充入儲(chǔ)氣袋， 工作原理如圖 1 所示。該裝置是由主要標(biāo)準(zhǔn)器、氣泵、氣袋和微量進(jìn)樣器等設(shè)備組成。
 
1. 2 空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
      空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是依據(jù) GB /T 5274. 1－ 2018《氣體分析 校準(zhǔn)用混合氣體的制備 第 1 部分:稱量法制備一級(jí)混合氣體》研制， 用氣瓶進(jìn)行包裝。用于模擬的人體呼出氣體。氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備采用稱量法， 如制備 50molmol － 1 空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)， 向 10L 氣瓶中注入純度大于 99. 9%無水乙醇的質(zhì)量為 0. 09493g， 充入高純氮的質(zhì)量為902. 01g， 充入高純氧的質(zhì)量為 273. 89g， 分別稱量組分轉(zhuǎn)移前后氣瓶的質(zhì)量， 由稱量之差值確定加入氣瓶中組分氣體( 液體) 的質(zhì)量根據(jù)各組分質(zhì)量及摩爾質(zhì)量， 最終計(jì)算出各組分的濃度。用比較法定值或者質(zhì)量法定值。

1. 3 BASIM 呼出氣體酒精含量探測(cè)器檢定裝置
      BASIM 呼出氣體酒精含量探測(cè)器檢定裝置的工作原理是采用飽和蒸氣法 + 毛細(xì)管 + 稀釋 + 內(nèi)建實(shí)時(shí)在線傳感器反饋控制法產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)酒精氣體。該裝置由氣體產(chǎn)生裝置、氣體控制裝置和模擬呼氣裝置三部分組成。氣體產(chǎn)生裝置由零級(jí)空氣產(chǎn)生系統(tǒng)和恒溫酒精產(chǎn)生系統(tǒng)組成， 氣體控制裝置由流量控制組件、溫度壓力氣體感測(cè)控制組件、紅外線呼氣酒精分析儀、PLC 數(shù)據(jù)采集控制組件及計(jì)算機(jī)等部件組成。
 
1. 4 AlcoCal D1 呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀檢定裝置
      AlcoCal D1 檢定裝置由三部分組成:顯示及控制器、恒溫柜、鋼瓶。該裝置的原理是通過流量控制器、整體恒溫設(shè)計(jì)、精密大氣壓力計(jì)和差壓計(jì)對(duì)鋼瓶氣體(國(guó)家標(biāo)物中心乙醇?xì)怏w的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)) 進(jìn)行流量、溫度和壓力的控制。
 
2 檢定裝置的優(yōu)缺點(diǎn)
2. 1 MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置
      MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)計(jì)時(shí)采樣和顯示溫度， 并配置多種濃度的氣體， 操作方便。缺點(diǎn)如下:
(1)在配置過程中， 由于操作人員引起的誤差、微量進(jìn)樣器本身存在的誤差、閥門的吸附作用等影響最終配氣的準(zhǔn)確性;
(2) 在配氣時(shí)， 把配制好的標(biāo)準(zhǔn)氣體儲(chǔ)存在氣袋里， 氣袋有較強(qiáng)的吸附力， 最終 用 來 檢 定 的 標(biāo) 氣 濃 度 會(huì) 出 現(xiàn) 一 定 的 偏差;
(3)在儀器校正檢定時(shí)， 手動(dòng)擠壓氣袋無法控制氣體壓力和流量， 且氣袋在儲(chǔ)存時(shí)易受環(huán)境溫度的影響， 無法對(duì)氣袋進(jìn)行溫度的控制， 故與人體實(shí)際呼氣的情況存在一定差異， 影響儀器校正檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
 
2. 2 空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
      空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是儲(chǔ)存在氣瓶里， 該方法的優(yōu)點(diǎn):
(1) 氣體存儲(chǔ)操作方便， 檢定效率較高;
(2)易于攜帶， 便于市場(chǎng)推廣， 有針對(duì)性地滿足酒檢儀的檢定校準(zhǔn)及出廠檢測(cè)等需求。缺點(diǎn)如下:
(1)乙醇?xì)怏w本身的飽和蒸汽壓極容易液化， 特別是濃度越高、壓力越大的乙醇標(biāo)氣， 若高壓氣瓶?jī)?nèi)的部分乙醇?xì)怏w液化， 會(huì)導(dǎo)致最終從氣瓶流出的標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度偏低。為防止乙醇標(biāo)氣液化， 在運(yùn)輸過程、貯存和使用對(duì)環(huán)境溫度都有一定的要求;
(2) 乙醇標(biāo)氣配制成本高， 屬于危險(xiǎn)化學(xué)品， 長(zhǎng)途運(yùn)輸很不方便， 運(yùn)輸費(fèi)用高和耗時(shí)長(zhǎng);
(3) 不好控制乙醇?xì)怏w氣瓶的溫度， 所以與人體呼氣特性存在一定的差異， 影響儀器校正檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。2. 3 BASIM 呼出氣體酒精含量探測(cè)器檢定裝置BASIM 呼出氣體酒精含量探測(cè)器檢定裝置的優(yōu)點(diǎn):
(1) 配置高精度壓力、流量和溫度傳感器， 使該裝置提供氣體時(shí)， 可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄壓力、溫度和供氣流量;
(2)內(nèi)建實(shí)時(shí)在線酒精紅外分析儀， 可以實(shí)時(shí)通過溫度、壓力和供氣流量等訊號(hào)監(jiān)測(cè)并反饋， 通過一級(jí)空氣中乙醇?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)酒精紅外分析儀進(jìn)行標(biāo)定， 實(shí)現(xiàn)呼氣酒精濃度的溯源;
(3) 內(nèi)建精密機(jī)械肺式唧筒與呼氣行程控制器， 可以模擬定流量呼氣和人體呼氣兩種呼氣特性。缺點(diǎn)是該裝置內(nèi)部使用的大部分主要零部件來自國(guó)外， 售后維修成本高、維修時(shí)間長(zhǎng)等。2. 4 AlcoCal D1 呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀檢定裝置AlcoCal D1 呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀檢定裝置的優(yōu)點(diǎn):
(1)整體恒溫設(shè)計(jì)， 保證出口處溫度全過程均恒定到 34℃ ;(2)內(nèi)置 4 個(gè)高精度流量控制器， 獨(dú)立氣路設(shè)計(jì)， 每路使用一個(gè)流量控制器， 使用時(shí)不用清洗管路且兩次吹氣之間不用等待;
(3) 操作方便，不同按鍵對(duì)應(yīng)不同濃度、壓力和流量， 使用時(shí)可按照要求直接選擇使用;
(4) 符合即將發(fā)布的新規(guī)程和型式評(píng)價(jià)的要求。缺點(diǎn)是該裝置的氣體發(fā)生源是鋼瓶氣體， 配制成本高， 運(yùn)輸費(fèi)用高和耗時(shí)長(zhǎng)。
 
3 應(yīng)用現(xiàn)狀及遠(yuǎn)景需求
      目前， 我國(guó)儀器校正計(jì)量部門檢定酒檢儀是依據(jù) JJG 657－ 2006《呼出氣體酒精含量探測(cè)器》檢定規(guī)程， 該規(guī)程后續(xù)檢定的檢定項(xiàng)目有酒檢儀的外觀、標(biāo)識(shí)和附件、通電檢查、示值誤差、重復(fù)性、記憶效應(yīng)。以上四種酒檢儀檢定裝置都滿足規(guī)程檢定要求。微量進(jìn)樣器、氣袋等操作細(xì)節(jié)和儀器校正檢定時(shí)標(biāo)氣的流量、壓力控制， 都會(huì)影響檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。修改版送審稿的JJG 657 － 20XX《呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀》檢定規(guī)程， 該規(guī)程的示值誤差、重復(fù)性、記憶殘留效應(yīng)對(duì)通入的酒精標(biāo)準(zhǔn)氣體有流量的要求， 根據(jù)上文對(duì)三種檢定裝置性能的分析， MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置無法滿足即將發(fā)布規(guī)程的檢定要求。做酒檢儀型評(píng)價(jià)的試驗(yàn)， 需要依據(jù)《呼出氣體酒精含量檢測(cè)儀型式評(píng)價(jià)大綱》， 根據(jù)大綱中計(jì)量要求的型式評(píng)價(jià)項(xiàng)目。根據(jù)上文對(duì)三種檢定裝置性能的分析， MF － 3B 液態(tài)有機(jī)氣體配氣裝置無法滿足即將發(fā)布規(guī)程的檢定要求。
 
4 結(jié)束語(yǔ)
      本文對(duì)目前市場(chǎng)上常用的四種酒檢儀檢定裝置的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀及遠(yuǎn)景需求的總結(jié)和分析， 希望對(duì)同行在酒檢儀的儀器校正檢定工作及在購(gòu)置酒檢儀器校正裝置能有所幫助。

• 上一篇：數(shù)字心電圖機(jī)校驗(yàn)檢定中常見問題探討
• 下一篇：如何研制總有機(jī)碳分析儀校正用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)