驾驶员醉酒程度测试仪设计仪怎么设计

一、 人体的血液酒精浓度和呼气酒精浓度
从理论上说，要判断是否是酒后驾驶，最准确的方法应该是检查驾驶人员血液中的酒精含量。血液中的酒精含量可以通过检查血液、呼气、唾液和小便得到。在违章处理或者公路交通例行检查中，要在现场抽取血液往往是不现实的，而送到医院再抽取血液则会因为路上花去的时间使血液中的酒精浓度与在现场时有所不同。最简单可行的方法是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。在美国国家公路交通安全管理局与国家安全委员会联合编制的名为“SETTING LIMITS,SAVING LIVES”的宣传册中明确指出，呼气酒精浓度测试是法律执行机构采用的主要方法。
大量的统计研究结果表明，如果被测者深吸气后以中等力度呼气达三秒钟以上，这时呼出的气就是从肺部深处出来的气体。呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量有如下关系：
BAC(in mg/L) = BrAC(in mg/L) x 2200
上式中，BAC是血液酒精浓度的英文缩写，BrAC则是呼气酒精浓度的缩写，括号中的in mg/L表示以每升中多少毫克为单位。也就是说，以毫克/升为单位的血液酒精浓度在数值上相当于以毫克/升为单位的呼气酒精浓度乘上系数2200（由于各国的情况不同，在美国此系数采用2000，而欧洲很多国家采用2100）。基于此，目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少。

二、 燃料电池型呼气酒精测试仪和半导体型呼气酒精测试仪
可以对气体中酒精含量进行检测的设备有五种基本类型，分别是：
1，燃料电池型（电化学）
2，半导体型
3，红外线型
4，气体色谱分析型
5，比色型
由于价格和使用是否方便等因素所决定，目前普遍使用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型二种。这二种能够制造成便携型呼气酒精测试器，适合于现场使用。
半导体型采用氧化锡半导体作为传感器，这类半导体器件具有气敏特性，当接触的气体中其敏感的气体浓度增加，它对外呈现的电阻值就降低，半导体型呼气酒精测试仪就是利用这个原理做成的。这种半导体在不同工作温度时，对不同的气体敏感程度是不同的，因此半导体型呼气酒精测试仪中都采用加热元件，把传感器加热到一定的温度，在该温度下，该传感器对酒精具有最高的敏感度。
燃料电池型呼气酒精测试仪采用燃料电池酒精传感器作为气敏元件，它属于电化学类型，因此又称为电化学型。燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染。作为酒精传感器只是燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满了特种催化剂，它能使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在二个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上。此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比，这就是燃料电池型呼气酒精测试仪的基本工作原理。
与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的明显优点。但遗憾的是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，目前世界上只有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产。因其材料成本高（相当于半导体酒精传感器的几十倍），所以价格相当昂贵，导致燃料电池型酒精测试仪的价格是半导体型酒精测试仪好几倍的事实。

三、 GA307-2001标准看二种酒精测试仪
为了规范警用呼气酒精测试仪的性能，2001年我国公安部制定了国家公共安全行业标准“呼出气体酒精含量探测器 GA307-2001”。该标准中对呼气酒精测试仪的各方面性能作了定量规定，其中一些重要性能如示值误差、重复性、抗干扰能力、吹气压力和吹气连续性监视等指标都直接影响检测精度。本文就此在下面略加分析。
示值误差和重复性是直接影响检测精度的指标，其中示值误差要求在整个工作范围（温度从0℃至40℃，相对湿度从20%RH至90%RH）都要满足如下要求：
±10%（量程：0.400mg/L – 1.000mg/L）
±0.040mg/L（量程：0.200mg/L – 0.400mg/L）
±0.025mg/L（量程：<0.200mg/L）
重复性是反映仪器测量值稳定性的指标，比较容易理解。我们对市场上比较流行的几种酒精测试仪按照GA307-2001规定的测试条件作了示值误差和重复性检测，结果是部分半导体型的酒精测试仪达不到要求，而燃料电池型的都能够满足要求，并且还有比较大的宽余量。
所谓抗干扰能力实际上是仪器对其它气体敏感度的大小。理想的酒精测试仪应该只对酒精有反应，而对其它气体不应该有任何反应。半导体传感器可以利用控制工作温度来使得它对于酒精具有最高的敏感度。但即使这样，它对某些气体的敏感度还在对酒精敏感度的20%-80%范围内（例如一种日本生产的型号为AF63的半导体酒精传感器对丙酮的响应与对酒精的响应相差无几）。GA307-2001标准对酒精测试仪抗干扰能力的要求是：在2.00mg/L浓度的正己烷气体作用下，测试仪的示值应不大于0.04mg/L。我们按照这个条件对市场上比较流行的几种酒精测试仪作了检测，结果所有的半导体酒精测试仪的测试结果都大于0.1mg/L，有些甚至达到0.25mg/L，远远超过GA307-2001标准的要求。而所有的燃料电池型酒精测试仪都没有超过0.02mg/L，符合标准要求。
我们还曾经做过这样一个实验，让一个抽烟者抽完一支烟后五分钟用各种酒精测试仪进行测试，结果半导体型酒精测试仪显示的读数是燃料电池型显示读数的8-10倍。这是因为燃料电池传感器可以精确地控制特种催化剂的成分，使得它对其它气体的敏感度远远小于对酒精的敏感度；而半导体酒精传感器就做不到这一点。可见，在抗干扰能力方面，半导体型酒精测试仪
前面说过，呼气酒精浓度能够与血液中的酒精浓度建立直接关系的前提条件是被测者要以中等力度呼气并且持续三秒钟以上。为了保证这一点，GA307-2001标准对吹气压力和吹气连续性作了规定。半导体型酒精测试仪几乎都没有对吹气压力和吹气连续性进行监视的装置，这可能是出于降低成本的考虑。那些没有考虑对吹气压力和吹气连续性进行监视的酒精测试仪的检测结果就不一定能准确反映被测者体内的酒精含量，当然也不可能通过GA307-2001标准对该项指标的检测。

四、 证据性测试和一般性测试
在美国，呼气酒精含量检测分为“证据性呼气酒精测试（Evidential Breath Alcohol Testing）”和“初步呼气酒精测试（Preliminary Breath Alcohol Testing）”二类。前者又称为“确认性测试（Confirmatory Test）”，后者又称为“初试性测试（Screening Test）”。前者的测试结果可以作为法庭证据，而后者的测试结果法庭不予承认。美国国家交通安全管理局（National Highway traffic Safety Administration, NHTSA）负责对各种手持型呼气酒精测试仪进行测试，分别列出符合以上二种测试要求的设备的认可清单（Confirming Products Lists，缩写为CPL）。在Evidential CP

五、二种类型酒精测试仪的应用场合
半导体型酒精测试仪的最大优点是价格低廉，只有燃料电池型的几分之一，但性能远比燃料电池型的要差，所以通常只用在要求不高的场合，如自我检测，或一般性定性检测。作为执法或者处罚依据的人体酒精含量检测，应该使用完全符合GA307-2001标准的燃料电池型酒精测试仪，否则被执法或被处罚者如果提出异议，将会造成不必要的法律麻烦。

其内有橙色的酸性重铬酸钾与酒精会变成灰绿色