Принцип работы алкотестера¶
Алкотестер — это портативное электронное устройство для определения концентрации этанола в выдыхаемом воздухе, используемое для косвенной оценки содержания алкоголя в крови. Результат измерения алкотестера служит основанием для медицинского освидетельствования, но не является окончательным доказательством опьянения: согласно российскому законодательству, факт опьянения устанавливается только медицинским работником.
¶Основные типы датчиков
В алкотестерах применяются три основных типа сенсоров, различающихся физическим принципом измерения.
¶Полупроводниковые (оксидные) сенсоры
Работают на изменении электрического сопротивления тонкой плёнки полупроводника (обычно диоксида олова SnO₂ или оксида цинка ZnO) при адсорбции молекул этанола. Чистый полупроводник имеет высокое сопротивление; при попадании спирта на разогретую поверхность (200–400 °C) происходит химическая реакция, и сопротивление падает пропорционально концентрации спирта в воздухе. Датчик реагирует и на другие летучие соединения — ацетон (выделяется при диабете), сигаретный дым, пары бензина, поэтому точность таких приборов невысока. Они просты и дёшевы, применяются в любительских и недорогих моделях.
¶Электрохимические (спиртовые) сенсоры
Основа профессиональных алкотестеров. Внутри сенсора находится электролит и электроды, на которых этанол окисляется с выделением электрического тока, пропорционального концентрации спирта. Реакция селективна: на неё практически не влияют ацетон и другие вещества. Точность таких приборов обычно составляет ±0,005–0,01 мг/л. Сенсор имеет ограниченный ресурс — от 500 до 5000 измерений в зависимости от модели, после чего требуется замена.
¶Инфракрасные (ИК) сенсоры
Используют поглощение инфракрасного излучения молекулами этанола на длине волны около 9,5 мкм. Луч ИК-источника проходит через камеру с образцом воздуха, и ослабление сигнала свидетельствует о наличии спирта. Такие сенсоры не изнашиваются, не требуют расходных материалов и отличаются высокой стабильностью. Их часто комбинируют с электрохимическими в гибридных устройствах (двухсенсорных), что повышает достоверность результата.
¶Принцип измерения
Независимо от типа сенсора алгоритм работы алкотестера схож:
- Подготовка. Прибор включается, проводится самотестирование, индикатор сообщает о готовности. При необходимости пользователь устанавливает одноразовый мундштук.
- Забор пробы. Пользователь совершает непрерывный выдох в мундштук в течение 3–6 секунд. В профессиональных приборах предусмотрена система контроля объёма и равномерности выдоха: если объём недостаточен, измерение не проводится.
- Измерение. Воздух из дыхательной камеры проходит через сенсор. Время реакции — от 5 секунд (полупроводниковые) до 10–20 секунд (электрохимические).
- Расчёт. Микроконтроллер пересчитывает сигнал датчика в концентрацию паров алкоголя в выдыхаемом воздухе (мг/л) и, при необходимости, в промилле (‰) по коэффициенту пересчёта 2100:1 (соотношение Генри для этанола между кровью и альвеолярным воздухом при температуре 37 °C).
- Вывод результата. Показания отображаются на дисплее. При превышении порога (в России — 0,16 мг/л в выдыхаемом воздухе, что соответствует 0,3 промилле в крови) подаётся звуковой или световой сигнал.
¶Факторы, влияющие на результат
- Физиологические. Заболевания дыхательных путей, повышенная температура тела, диабет (ацетон в выдохе), приём некоторых лекарственных препаратов.
- Внешние. Пары бензина, растворителей, сигаретный дым, свежая полоска для рта, остатки алкоголя в полости рта (так называемый «ротовой алкоголь»), который может дать ложноположительный результат в течение 15–20 минут после приёма спиртного.
- Технические. Разряд батареи, низкая или высокая температура окружающей среды, несвоевременная калибровка.
¶Калибровка и поверка
Профессиональные алкотестеры требуют периодической калибровки — обычно раз в 6–12 месяцев или после заданного числа измерений. Калибровка выполняется в лабораторных условиях с использованием эталонных газовых смесей или симуляторов выдоха. В России приборы, используемые сотрудниками ГИБДД, включаются в Государственный реестр средств измерений и проходят поверку в соответствии с ФЗ «Об обеспечении единства измерений». Медицинские освидетельствования проводятся на сертифицированных приборах, прошедших поверку.
¶Применение
Основная сфера применения — контроль трезвости водителей сотрудниками ГИБДД. Широко используются алкотестеры в медицине, на производстве (для персонала, работающего с механизмами), в службах безопасности, а также как бытовые приборы для личного контроля.
¶Историческая справка
Первые приборы для определения алкоголя в выдохе появились в 1920–1930-х годах. В 1938 году химик Роланд Вулмер предложил метод, лёгший в основу современных дыхательных анализаторов. Первый портативный электрохимический алкотестер Dräger Alcotest 5000 был создан немецкой компанией Dräger в 1957 году и применялся немецкой полицией с 1970-х годов.
¶Источники
- ФЗ РФ «О безопасности дорожного движения» (ст. 27)
- Постановление Правительства РФ «О медицинском освидетельствовании состояния здоровья лиц, которые управляет транспортными средствами»
- Техническая документация Dräger, Alcotest
- ГОСТ Р 51659-2000 «Дыхатели алкогольные. Общие технические требования»