Принцип роботи алкотестера

Алкотестер – це пристрій, який вимірює вміст алкоголю в диханні, або скорочено BrAC. Вимірювання зазвичай отримують шляхом обчислення маси у відсотках на одиницю об’єму. BrAC вважається таким же точним, як і концентрація алкоголю в крові (BAC). Співвідношення алкоголю в диханні до алкоголю в крові 2100:1 використовується для перетворення BrAC в BAC. Це означає, що 2100 мг легеневого повітря міститиме стільки ж алкоголю, скільки 1 мл крові.

Існують різні типи алкотестерів, але переважаючим типом є цифровий, ручний пристрій, який можна використовувати багаторазово.

Отже, як працює алкотестер? Алкотестер вимірює вміст алкоголю в диханні, який відображає відсоток алкоголю в крові людини. Влада може використовувати ці показники, щоб оцінити рівень сп’яніння людини. Після вживання алкоголю організм поглинає цю хімічну речовину через слизову оболонку шлунка в кров. Коли кров проходить через легені, частина алкоголю випаровується і переміщується в легені. Концентрація алкоголю в легенях залежить від концентрації в крові. Пристрій зчитує вимірювання концентрації алкоголю в легенях у вашому диханні. Більшість людей вважають, що ці прилади перевіряють вміст алкоголю в їх крові, але насправді вони перевіряють вміст алкоголю у вашому диханні.

Який алкотестер краще електрохімічний чи напівпровідниковий

Алкотестери призначені для перевірки певної проби повітря. Проба алкоголю у повітрі, що видихається береться користувачем, який протягом приблизно 5 секунд дує в алкотестер. Об’єм повітря, необхідний для виконання 5-секундного видиху, повинен надходити з глибокої області легенів, де можна провести точні вимірювання BrAC. Якісні алкотестери матимуть так зване ефективне захоплення дихання, коли для взяття зразка пристрою потрібна певна кількість повітря та спирту. Якщо кількості недостатньо, алкотестер не дасть показань і порадить користувачеві спробувати ще раз.

Перед взяттям проби нагрівальний елемент, який міститься в датчику алкотестера, підніме температуру датчика до 34 градусів за Цельсієм. Ця температура приблизно дорівнює температурі дихання людини, яка потрібна для точного взяття проби. Після видування зразок дихання пройде з мундштука в повітрозабірну трубку, а потім через датчик алкотестера. Датчик електронним способом вимірюватиме та обчислюватиме зразок, а потім передаватиме інформацію на цифровий дисплей, де її можна буде переглянути.

Тести на алкоголь, доступні сьогодні, досить точні, але вони не ідеальні. Крім того, неправильне використання алкотестерів може призвести до серйозних помилок. Водії, які ледь перевищують дозволений ліміт, можуть мати захист від несприятливих тестів на видих, оскільки всі алкотестери мають похибку.

Забруднені зразки дихання також можуть спричинити неточні показники BAC. Наприклад, ви можете отримати вищий вміст алкоголю в крові, якщо ви щойно випили, а частина алкоголю залишилася у вас у роті. Інші речовини, наприклад рідина для полоскання рота, також можуть реєструватися як алкоголь.

Багато різних факторів можуть впливати на точність алкотестера. Наприклад, інші сполуки в диханні, температура, стан здоров’я людини та людські помилки можуть впливати на точність показань. Крім того, на точність результатів може вплинути обсяг повітря, який людина видихає під час виконання тесту.

Алкотестер зазвичай відноситься до портативного пристрою, який аналізує дихання людини, щоб визначити концентрацію алкоголю в крові. Цей пристрій може бути корисним способом вимірювання стану сп’яніння та повідомляти людям, коли вони перевищили дозволений ліміт для керування автомобілем.

Види алкотестерів

Величезний прогрес у технології тестування дихання був досягнутий після появи перших алкотестерів у 1930-х роках. У наш час алкотестери більш-менш повністю автоматичні та розроблені для того, щоб бути практично доступними оператору, щоб виключити людську помилку.

Розрізняють декілька типів алкотестерів:

Електрохімічні алкотестери – це пристрої, в яких електричний струм створюється в результаті хімічної реакції, що відбувається на поверхні електродної системи. Окислення спирту/етанолу до ацетальдегіду здійснюється в паливному елементі, що складається з напилення золота та платини на пористому матеріалі. Хімічна реакція, яка відбувається, перетворює будь-який спирт на оцтову кислоту, це перетворення виробляє фіксовану кількість електронів на молекулу спирту.

Невеликий електричний струм, який виробляє алкоголь у диханні людини, реагуючи на електрод у пристрої, може бути використаний для відображення на цифровому дисплеї, переміщення голки або включення певних індикаторів на пристрої, залежно від виявленої кількості алкоголю. Технологія паливних елементів особливо підходить для портативних скринінгових пристроїв через малий розмір пристроїв і низькі вимоги до електроживлення.

Більшість портативних пристроїв перевірки, які використовуються співробітниками правоохоронних органів, використовують технологію електрохімічних елементів. Електротехнічні алкотестери надають точні результати, але досить дорогі у виробництві.

Переваги електрохімічних алкотестерів:

  • Високотехнологічний датчик, чутливий до алкоголю.
  • На вимірювання алкоголю не можуть вплинути ендогенні речовини, такі як ацетон (вироблений діабетиками), чадний газ або толуол.
  • Тривалий термін використання (близько 5 років).

Недоліки електрохімічних алкотестерів:

  • Неможливо визначити, чи був зразок дихання альвеолярним (повітря з глибоких легенів). У результаті це може призвести до хибно високих показників, якщо суб’єкт нещодавно випив і все ще має алкоголь у роті (хоча це дуже малоймовірно, оскільки алкоголь з рота випаровується дуже швидко).

Алкотестери з інфрачервоним оптичним датчиком використовують інфрачервону спектроскопію, яка ідентифікує різні молекули на основі того, як вони поглинають інфрачервоне світло. Молекули постійно вібрують, і вібрації змінюються, коли вони починають поглинати інфрачервоне світло.

Який алкотестер краще

Молекули містять так звані зв’язки, і кожен тип зв’язку поглинає інфрачервоне світло на різних довжинах хвиль. Фотоелемент використовується в пристрої, щоб визначити, скільки інфрачервоного світла поглинуло зв’язок етанолу. Потім фотоелемент створює електричний імпульс залежно від того, скільки інфрачервоного світла було поглинено. Потім електричний імпульс надсилається до мікропроцесора в приладі, який обчислює рівень BAC людини на основі того, скільки світла було поглинено.

Алкотестери, які використовують технологію інфрачервоного оптичного датчика, є надзвичайно точними, і ця технологія особливо підходить для настільних доказових алкотестерів.

Переваги алкотестерів з інфрачервоним оптичним датчиком:

  • Не потрібно переконуватися, що зразок дихання є альвеолярним (повітря з глибоких легенів).
  • Забезпечує високу точність і тому використовується для доказових цілей у судовому переслідуванні.
  • Може виявити наявність алкоголю в роті.
  • Має тривалий термін експлуатації та залишатиметься стабільним протягом багатьох років (пристрої необхідно регулярно калібрувати та перевіряти під час використання).

Недоліки алкотестерів з інфрачервоним оптичним датчиком:

  • Пристрої для тестування дихання, які використовують ІЧ-технологію, мають більший розмір і не підходять для портативної ручної роботи.

Алкотестери з двома сенсорами. Багато доказових настільних апаратів для тестування дихання використовують системи подвійних датчиків. Використовують як інфрачервоні, так і електрохімічні датчики (EC/IR). Таким чином, два незалежних вимірювання беруться з того самого зразка повітря, гарантуючи, що всі отримані показання є 100 % точними.

Напівпровідникові алкотестери вимірюють рівень алкоголю в зразку повітря на основі зміни опору напівпровідників усередині пристрою. Напівпровідники виробляють невеликий постійний електричний струм. Коли спирт контактує з напівпровідником, він поглинається поверхнею напівпровідника, змінює питомий опір і, отже, змінює електричний струм. Це дає інформацію про кількість алкоголю, присутнього в зразку дихання.

Поверхневий ефект, за допомогою якого вони працюють, залежить від атмосфери. Їхня чутливість до алкоголю може відрізнятися залежно від клімату та висоти над рівнем моря, де проводиться тестування дихання.

Напівпровідникова технологія використовується в більшості дешевих моделей алкотестерів, оскільки вони відносно дешеві у виробництві. Точність цих типів алкотестерів у кращому випадку сумнівна. Хоча вони можуть надати надійну індикацію BAC (вміст алкоголю в крові) людини за правильних умов і залежно від якості пристрою. Більшість масово вироблених нових пристроїв для тестування дихання використовують цю технологію.

Переваги напівпровідникових алкотестерів:

  • Малі за розміром і дешеві у виробництві та при купівлі.
  • Легко доступний у магазинах і в каталогах для замовлення поштою.

Недоліки напівпровідникових алкотестерів:

  • Датчик може бути нестабільним.
  • Дуже чутливий до атмосферного впливу.
  • Окис вуглецю, сигаретний дим та багато інших газів навколишнього середовища можуть впливати на показання.
  • Чутливий до змін температури, вологості та режиму дихання.

Відмінності електрохімічних та напівпровідникових алкотестерів

Напівпровідникові та електрохімічні алкотестери непогано зарекомендували себе при виявленні вмісту алкоголю в диханні, але кожен тип має свої особливості та переваги.

Напівпровідникові алкотестери. Напівпровідниковий датчик електронним способом окислює спирт за допомогою речовини оксиду олова. Окислювально-відновна реакція здійснюється пристроєм шляхом поєднання спирту з водою та оцтовою кислотою, і вимірюється струм, який генерується. Виміряний струм є показником кількості алкоголю, який прореагував у організмі.

Напівпровідникові датчики точні в аналізі рівня BAC, якщо немає інших летких речовин, що впливають на кровотік, і температура дихання постійна. Це означає, що напівпровідникові датчики дуже чутливі до хімічних речовин, крім алкоголю, наприклад, рідини для полоскання рота. Тому після останнього прийому алкоголю або будь-якої іншої їжі перед використанням цього пристрою рекомендується почекати 20 хвилин.

Напівпровідникові датчики є відносно недорогими і дуже популярними як персональні алкотестери та для проведення невеликих тестів. Зазвичай вони зчитують до 2 знаків після коми та мають діапазон точності ± 0,01 % BAC. Якщо проводити технічне обслуговування та регулярно калібрувати кожні шість місяців, ці алкотестери можуть добре працювати та давати точні результати.

Загалом, напівпровідникові алкотестери чудово підходять для особистого використання, якщо точність не досить важлива.

Електрохімічні алкотестери містять два платинові електроди, між якими встановлено проникний кислотно-електролітний матеріал. Коли повітря, яке видихає людина, проходить повз одну сторону паливного елемента, платина миттєво окислює присутній у повітрі алкоголь і генерує оцтову кислоту, електрони та протони.

Електрохімічний алкотестер

Потім утворені електрони течуть від платинового електрода через дріт, який з’єднаний з вимірювачем електричного струму з одного боку та з платиновим електродом з іншого боку. Протони, з іншого боку, рухаються через нижню частину паливного елемента і поєднуються з киснем і електронами для виробництва води. Чим більша кількість окисленого спирту, тим сильнішим буде електричний струм. BAC розраховується мікропроцесором, який вимірює електричний струм.

Блоки паливних елементів розроблені для проведення кількох тестів на день і є більш точними порівняно з напівпровідниковими датчиками, оскільки вони можуть надавати показання BAC з точністю до 3 знаків після коми з меншим діапазоном точності ± 0,005 % BAC.

Портативні електрохімічні алкотестери використовуються правоохоронцями для попередньої перевірки дихання. Через свою точність цей тип алкотестерів часто використовуються для тестування на робочому місці.