呼出气体酒精含量探测器计量检定标准装置的研究

　　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。

　　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、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。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。