酒精檢測(cè)儀是如何識(shí)別酒駕的

酒駕是一種極具危險(xiǎn)性和社會(huì)危害性的行為。酒精對(duì)人體的影響較為復(fù)雜，且在駕駛過程中會(huì)嚴(yán)重影響駕駛者的反應(yīng)速度與判斷力。為了有效防止酒駕，酒精檢測(cè)儀成為執(zhí)法部門的重要工具。那么，你是否好奇過酒精檢測(cè)儀是如何工作的？它又是如何識(shí)別駕駛員體內(nèi)的酒精含量的呢？

酒精對(duì)人體的影響

酒精，化學(xué)名稱為乙醇（化學(xué)式C?H?OH），是一種無色、易揮發(fā)的液體，具有特殊的芳香氣味。當(dāng)人們飲用含酒精的飲品時(shí)，酒精通過消化道被人體吸收，并通過血液循環(huán)分布到全身各處，尤其是腦部、肝臟和腎臟。酒精對(duì)我們?nèi)梭w的中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有抑制作用，其主要影響包括以下幾方面：

酒精在人體中的轉(zhuǎn)化過程，圖片來源：[3] 1.1 降低反應(yīng)能力 酒精會(huì)減慢大腦對(duì)外界刺激的反應(yīng)速度，導(dǎo)致駕駛員的反應(yīng)遲緩。例如，當(dāng)車輛行駛時(shí)，駕駛員對(duì)突然出現(xiàn)的緊急情況可能無法做出及時(shí)的剎車或轉(zhuǎn)向操作。 1.2 影響判斷力 酒精對(duì)前額葉皮層的影響，會(huì)使得人的判斷力下降，容易高估自己的駕駛能力或忽視危險(xiǎn)情況。這種認(rèn)知上的偏差是導(dǎo)致酒駕事故的主要原因之一。 1.3 協(xié)調(diào)性下降 酒精會(huì)削弱駕駛員的手眼協(xié)調(diào)能力，導(dǎo)致操作失誤。這種影響在高速駕駛或應(yīng)對(duì)復(fù)雜路況時(shí)尤為明顯。 1.4 疲勞和困倦 酒精的攝入還可能加劇駕駛員的疲勞感或困倦，進(jìn)一步增加事故風(fēng)險(xiǎn)。

血液酒精濃度對(duì)駕駛的影響[1] 研究表明，血液中的酒精濃度（BAC，Blood Alcohol Concentration）達(dá)到0.02%時(shí)，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間和判斷力就會(huì)開始受到影響；當(dāng)BAC達(dá)到0.08%時(shí)，駕駛員的判斷力和控制車輛的能力將嚴(yán)重受損。

酒精檢測(cè)儀的工作原理

酒精檢測(cè)儀是一種用于檢測(cè)駕駛員體內(nèi)酒精含量的便攜設(shè)備。通常，它通過呼氣樣本來推算駕駛員血液中的酒精濃度。酒精檢測(cè)儀的核心工作原理依賴于酒精的揮發(fā)性和特定的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)前，常見的酒精檢測(cè)儀類型主要有以下幾種：

酒精檢測(cè)儀，圖片來源：[1] 2.1 燃料電池型酒精檢測(cè)儀 燃料電池型酒精檢測(cè)儀是目前廣泛使用的一種酒精檢測(cè)工具。其工作原理基于乙醇在燃料電池中陽(yáng)極的氧化反應(yīng)。當(dāng)被檢測(cè)者呼出含酒精的氣體時(shí)，氣體中的酒精分子進(jìn)入燃料電池。在燃料電池的陽(yáng)極上，乙醇與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛，同時(shí)釋放電子。電子通過外部電路流動(dòng)，產(chǎn)生電流。電流的大小與乙醇濃度成正比，通過測(cè)量電流強(qiáng)度，酒精檢測(cè)儀可以推算出呼氣中的酒精含量。

燃料電池酒精傳感器電化學(xué)原理圖 2.2 半導(dǎo)體型酒精檢測(cè)儀 半導(dǎo)體型酒精檢測(cè)儀采用氧化錫（SnO?）半導(dǎo)體材料，這種材料在遇到酒精分子時(shí)，其導(dǎo)電性會(huì)發(fā)生變化。具體過程是，呼出的氣體經(jīng)過檢測(cè)儀時(shí)，氣體中的酒精分子會(huì)與半導(dǎo)體表面發(fā)生反應(yīng)，改變其電阻值。檢測(cè)儀通過測(cè)量電阻的變化來推算出酒精濃度。這種檢測(cè)儀相對(duì)便宜，但易受其他揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)的干擾，精度較燃料電池型低。 2.3 紅外光譜型酒精檢測(cè)儀 紅外光譜型酒精檢測(cè)儀通過分析呼氣中酒精分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外線的吸收程度來測(cè)量酒精濃度。酒精分子在吸收特定波長(zhǎng)的紅外光后，分子的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)能級(jí)發(fā)生變化，吸收的紅外光越多，意味著氣體中的酒精濃度越高。該方法具有較高的精度，但由于設(shè)備較為復(fù)雜，通常用于實(shí)驗(yàn)室或固定檢測(cè)站。

紅外光譜型酒精檢測(cè)儀的原理示意圖（圖片來源：[5]）

呼氣酒精濃度與血液酒精濃度

酒精檢測(cè)儀測(cè)得的是呼氣中的酒精濃度（BrAC，Breath Alcohol Concentration），而交通法規(guī)中規(guī)定的限制值通常是血液酒精濃度（BAC）。兩者之間并非完全等同，但存在一定的關(guān)系。通常情況下，呼氣酒精濃度與血液酒精濃度的比值大約為1:2100。這意味著呼吸時(shí)每呼出1毫升酒精，血液中約有2100毫升酒精。 這個(gè)比值基于人體生理特征和代謝規(guī)律得出，酒精通過血液進(jìn)入肺部，并部分揮發(fā)進(jìn)入呼氣中。為了確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，執(zhí)法過程中通常會(huì)進(jìn)行多次呼氣檢測(cè)，或在呼氣檢測(cè)異常時(shí)要求進(jìn)一步的血液檢測(cè)。 需要注意的是，呼氣酒精濃度的測(cè)量受多種因素影響。例如，檢測(cè)時(shí)的呼氣深度、呼氣時(shí)間長(zhǎng)短、體溫等都會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。為了提高精度，現(xiàn)代的酒精檢測(cè)儀通常會(huì)進(jìn)行多次檢測(cè)，并結(jié)合環(huán)境因素自動(dòng)校準(zhǔn)結(jié)果。 參考文獻(xiàn)[1]https://www.scienceabc.com/ [2]https://mp.weixin.qq.com/s/erkC9b4XhYPFsNVueeUSMg [3]https://mp.weixin.qq.com/s/VFLri3_ibZWLPbf_k_tFyg [4]https://mp.weixin.qq.com/s/iJXxMccQUp8gpbfIBQ7o7A [5]https://www.olythe.io/applications/health/ethanol-breath/