３．操 控 装 置 操控装置由输气泵和压力测控系统组成， 它的作用是 将收集袋中的酒精标准气体供给被检仪器。呼出气体酒精 含量探测器与一般气体检测仪相比， 在结构、使用方法和 供气方式上有较大区别。呼出气体酒精含量探测器的采气 方式是通过人体呼气方式进行的， 各种呼出气体酒精含量 探测器均配有仪器吹嘴， 吹气压力只有达到某个特定值 （ ＧＡ３０７－ ２００１规定为２４０Ｐａ） 时， 呼出气体酒精含量探测器 的采气装置才开始工作， 这样做的目的是保证呼出气体酒 精含量探测器所采气体为人体肺部深处的气体， 即血液中 酒精气体。如果人体呼气达不到规定压力， 呼出气体酒精 含量探测器会以某种方式提示（ 音响或文字） 被检者拒测。 因此， 呼出气体酒精含量探测器的吹嘴在设计上有一个压 力阈值， 不同的仪器压力阈值不同， 检测时通常通过操控 装置调节供给酒精标准气体的流量来达到仪器的压力值。 二 、装 置 的 性 能 测 试 为验证“呼出气体酒精含量探测器计量检定标 准装 置 ”数 据 的 准 确 性 和 可 靠 性 ， 我 们 对 其 酒 精 气 体 浓 度 的 示 值 、示 值 重 复 性 、示 值 稳 定 性 和 气 流 稳 定 性 以 及 温 控 装置的准确性等几个重要指标进行了考察。 １．实 验 仪 器 和 设 备 （ １） 电子天平： ＭＥ４１４Ｓ型， 最大秤量４１０ｇ， 最小分度值 为０．１ｍｇ （ ２） 气体流量校验装置： ＴＨ－ ＢＱＸ１型 （ ３） 标准温度计 ２．测 试 方 法 （ １） 对 酒 精 气 体 浓 度 的 示 值 、示 值 重 复 性 及 稳 定 性 的考察 酒精气体浓度的示值： 采用动态配气原理， 用一段 时间内酒精挥发量Δｍ与载带气累计流量ΔＶ（ 修正到标准 大气压下， 温度为２０℃） 的比值计算酒精气体浓度的示值， 公式为： Ｃ＝ Δｍ 。通过测量不同时间内酒精气体浓度的示
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓ ＥＣＴＩＯＮ 技术篇
科研与实践
呼出气体酒精含量探测器 计量检定标准装置的研究
□沈正生 邢奇凤 赵海波 曹咏 顾家钰
呼出气体酒精含量探测器是公安交通部门用于现
场快速检测车辆驾驶人员呼吸酒精含量的主要执法工
具， 全国许多大中城市都使用呼出气体酒精含量探测器
进行交通执法。由于酒精标准气体的特殊性， 呼出气体
腐 蚀 性 、吸 附 性 标 准 气 体 的 动 态 配 气 方 法 ， 并 在 ２０世 纪 ９０年 代 末 进 行 了 修 订 。该 系 列 标 准 指 出 动 态 配 气 扩 散 管 法 、渗 透 管 法 等 在 挥 发 性 、腐 蚀 性 、吸 附 性 标 准 气 体 的 配 制中显示出较低的不确定度（ １％￣３％） 。因此， 采用动态 配 气 方 法 产 生 的 挥 发 性 、腐 蚀 性 、吸 附 性 标 准 气 体 能 够 弥补重量法配制的钢瓶装标准气体的不足， 扩大了标准 气体配制的气体种类， 是提供标准气体的又一途径。
三、结论 呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置通过并 联供气保证了载气的不间断性， 独特设计的气体扩散室 保证了气体流场的均匀稳定， 其控温系统能够根据恒温 腔和周围环境温度的变化对温度进行调节， 从而达到较 高的控温稳定性和准确度。该装置具有特殊的尾部供气 结构设计， 能够对给出气体温度进行调节， 模拟正常人体 呼出气体温度， 使检定与实际检测条件相一致。此外， 该 装置可调节检测供气流量， 能够检测不同类型的呼出气 体酒精含量探测器。中国科学院文献情报中心的检索结 果显示， 目前尚无同类的计量检定标准装置。 呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置的研制 成功， 为质监部门对呼出气体酒精含量探测器的计量检 测提供了科学的技术手段， 保证了计量系统量值传递的 统一性， 确保了交管系统执法的准确性和公正性。 呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置为动态 配气方法， 在计量检定领域真正具有实用价值， 开辟了一 条新的途径。该装置确保了标准气体源源不断地产生， 同 时减少了气路、气囊的吸附， 保证了产生的标准气体浓度 的准确度和稳定性， 适合大批量呼出气体酒精含量探测 器的计量检定。该装置通过对４０００多台（ 件） 呼出气体酒 精含量探测器的综合检定， 在技术上、时间上满足了检定 的要求， 各项性能稳定可靠。 作者单位【北京市计量检测科学研究院】计
酒精含量探测器采集样品的独特要求， 我们依照ＩＳＯ的
建议， 采用动态配气法， 从解决酒精标准气体入手， 并根
据呼出气体酒精含量探测器的结构和使用特点， 研制出
了呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置。
一 、装 置 的 构 成
呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置由气
体 合 成 控 制 装 置 、气 体 收 集 恒 温 贮 存 装 置 、操 控 装 置 三
温控ห้องสมุดไป่ตู้统
质
量
中浓度
气袋
流
量
计 压力控制
调节电压 控制流量
气泵
中浓度
扩散室
温控系统
质
量
低浓度
气袋
流
量
计 压力控制
调节电压 控制流量
气泵
低浓度
扩散室
温控系统
出口压力监测
图１ 呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置构造图 １．气 体 合 成 控 制 装 置 ＩＳＯ６１４５系 列 标 准 在 ２０世 纪 ８０年 代 初 推 荐 了 挥 发 性 、
Ｅ ｍ ａ ｉｌ：ｃ ｈｉｎａ ｍ ｅ ｔｒｏｌｏｇｙ＠ ２６３．ｎｅ ｔ
５３ 中国计量 ２００７．１０
技术篇 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓ ＥＣＴＩＯＮ
科研与实践
不同的呼出气体酒精含量探测器来确定。由于呼出气体酒 精含量探测器需要的气体流量通常比扩散室流出的气体 流量大很多， 因此气体收集系统是必不可少的。
５４ ２００７．１０ 中国计量
Ｅ ｍ ａ ｉｌ：ｃ ｈｉｎａ ｍ ｅ ｔｒｏｌｏｇｙ＠ ２６３．ｎｅ ｔ
个 独 立 单 元 构 成 ， 各 单 元 间 通 过 必 要 的 电 气 、阀 门 和 管
路 连 接 组 成 整 体 的 “计 量 检 定 标 准 装 置 ”。 图 １ 为 呼 出 气
体酒精含量探测器计量检定标准装置构造图。
压力监测
质
载气
量
流
量
计
高浓度
气袋
调节电压 控制流量
气泵
高浓度
压力控制
扩散室
ΔＶ
ｎ
∑ 值， 计算出酒精气体浓度的平均示值， 公式为Ｃ＝ Ｃｉ。 ｉ＝１ 浓度示值重复性： 对每一路酒精气体浓度的示值重
复测量６次， 计算相对标准偏差。 浓度示值稳定性： ２４ｈ内对每一路酒精气体浓度的示值
测量６次， 计算示值的最大变化值与初始示值之比。
（ ２） 对气体合成控制系统气流稳定性的考察 采 用ＴＨ－ ＢＱＸ１型 气 体 流 量 校 验 装 置 对 检 定 装 置 的 气体合成控制系统的酒精气体进行测试， 对每一路酒精 气体的流量重复测量６次， 计算相对标准偏差。 （ ３） 对气体合成控制系统和收集贮存系统的控温装 置的考察 采用标准温度计对控温装置进行测量， 重复测量６ 次， 计算相对标准偏差。 ３．测试结果（ 如表１所示） 表 １ 测试结果
气 体 合 成 控 制 装 置 是 “计 量 检 定 标 准 装 置 ”的 核 心 部分， 包含有气体的扩散室及温度设定控制调节器、气 体 质 量 流 量 及 设 定 控 制 调 节 器 、流 量 指 示 器 、压 力 控 制 阀 等 核 心 操 作 系 统 。气 体 合 成 控 制 装 置 中 采 用 动 态 配 气 扩散管法配制酒精标准气体， 根据ＩＳＯ６１４５－ ８（２００３）对扩 散管的要求， 装置中酒精扩散管的毛细管长度大于 ０．０３ｍ， 毛细管长度和直径的比例大于３， 酒精扩散管口的 气体流量雷诺系数为１９．２， 且载带气的流量和管口直径 满足要求， 符合ＩＳＯ６１４５－ ８（２００３）对扩散管的要求。
根据计量检定示值误差的需要， 气体合成控制装置 产生３路不同浓度的酒精标准气体， 各自独立的气路不 仅可减少交叉污染， 而且能够根据需要调节浓度。
２．气 体 收 集 恒 温 贮 存 装 置 气 体 收 集 恒 温贮 存部 分主 要由 恒温 恒湿 箱、气 体分 配 器、气体收集袋以及控制件组成。计量检定标准装置采用 动态配气扩散管法配制酒精标准气体， 常年连续运行， 从 气体合成控制装置源源不断流出的酒精标准气体恒温条 件下被收集到气体贮存装置中。由于长期连续使用， 材料 的吸附与解吸附可以达到动态平衡， 降低了管路和贮气袋 的吸附效应。为了使收集系统与合成控制系统的条件相一 致， 气体收集系统仍然采用与气体合成控制系统相同的温 度， 使酒精气体在合成控制系统与收集系统具有相同的饱 和蒸气压， 防止部分酒精气体的液化。呼出气体酒精含量 探测器检定过程中气体的流量与气体合成控制系统的气 体流量有很大差别， 气体合成控制系统的流量经过计算后 常年保持在一个恒定值， 而检测过程中气体的流量要根据