음주 측정기 작동 방식

우리는 사고에 연루된 운전자가 나중에 음주 운전으로 기소된다는 이야기를 듣고 읽습니다. 일반적으로 사고에 관한 뉴스 보도에는 운전자의 혈중 알코올 농도와 혈중 알코올 농도의 법적 한계가 나와 있습니다. 예를 들어 드라이버의 레벨은 0.15이고 법적 제한은 0.08입니다. 그러나 그 수치는 무엇을 의미합니까? 그리고 경찰은 음주로 의심되는 운전자가 실제로 법적으로 음주 상태인지 어떻게 알 수 있습니까? 음주 측정기 에 대해 들어본 적이 있을 것입니다 . 그러나 사람의 호흡이 그 사람이 마신 양을 정확히 어떻게 나타낼 수 있는지 궁금할 것입니다.

음주 운전자를 도로에서 퇴출시키는 것은 공공 안전을 위해 중요합니다. 1999년에 미국에서 42,000명의 교통사고 사망자 중 약 38%가 알코올 과 관련이 있었습니다 . 도로변 음주 테스트를 통과할 수 있는 운전자(코를 만지거나 직선으로 걸을 수 있음)는 여전히 혈중 알코올 농도에 대한 법적 제한을 위반하고 도로에서 위험할 수 있습니다. 따라서 경찰은 최신 기술을 사용하여 음주 운전자로 의심되는 운전자의 알코올 농도를 감지하고 거리에서 제거합니다.

현장의 많은 경찰관들은 음주 운전 용의자 의 혈중알코올농도 ( BAC ) 를 측정하기 위해 음주측정기(Breathalyzer가 한 종류임)에 의존합니다 . 이 기사에서 우리는 이러한 호흡 알코올 테스트 장치의 과학적 원리와 기술을 조사할 것입니다.

내용물

1. 왜 테스트?
2. 테스트의 원리
3. 장치 유형: 음주 측정기
4. 장치 유형: 독극물
5. 장치 유형: Alcosensor III 또는 IV

알코올 중독은 법적으로 혈중 알코올 농도( BAC ) 수준 으로 정의됩니다 . 그러나 나중에 실험실에서 분석하기 위해 현장에서 혈액 샘플을 채취하는 것은 장애 운전 ( DWI ) 또는 음주 운전 ( DUI )으로 의심되는 운전자를 구금하는 데 실용적이거나 효율적이지 않습니다 . 알코올에 대한 소변 검사는 현장에서 혈액 샘플링만큼 비현실적인 것으로 판명되었습니다. 필요한 것은 용의자의 신체를 침범하지 않고 BAC와 관련된 무언가를 측정할 수 있는 방법이었다.

1940년대에 경찰이 사용하기 위해 처음으로 호흡 알코올 테스트 장치가 개발되었습니다. 1954년 인디애나 주 경찰의 로버트 보켄스타 인 박사는 오늘날 법 집행 기관에서 사용 하는 음주 측정기의 일종인 음주 측정기를 발명했습니다 .

이러한 테스트가 무엇을 기반으로 하는지 살펴보겠습니다.

­ 사람이 마시는 알코올 은 입, 목, 위, 장에서 혈류 로 흡수되기 때문에 호흡에 나타납니다 .

알코올은 흡수 시 소화되지 않으며 혈류에서 화학적으로 변화하지 않습니다. 혈액이 폐를 통과할 때 알코올의 일부는 폐의 기낭( 폐포 ) 의 막을 가로질러 공기 중으로 이동합니다. 왜냐하면 알코올은 용액에서 증발하기 때문 입니다. 즉, 휘발성 입니다. 의 알코올 농도 폐포 공기 혈중 알코올 농도에 관련된다. 폐포 공기의 알코올이 날숨에 따라 호흡 알코올 테스트 장치로 감지할 수 있습니다. 음주 측정을 위해 운전자의 혈액을 채취하는 대신 경찰관이 그 자리에서 운전자의 호흡을 검사하고 운전자를 체포해야 할 이유가 있는지 즉시 알 수 있습니다.

호흡의 알코올 농도는 혈액의 농도와 관련이 있으므로 호흡의 알코올을 측정하여 BAC를 계산할 수 있습니다. 호흡 알코올과 혈중 알코올의 비율은 2,100:1 입니다. 이것은 2,100밀리리터(ml)의 폐포 공기에 1ml의 혈액과 동일한 양의 알코올이 포함되어 있음을 의미합니다.

수년 동안 미국 전역의 음주에 대한 법적 표준은 0.10이었지만 현재 많은 주에서 0.08 표준을 채택했습니다 . 연방 정부는 주정부에 법적 제한을 낮추도록 압력을 가했습니다. 미국의사협회(American Medical Association)는 혈중 알코올 농도가 0.05에 도달하면 사람이 손상될 수 있다고 말합니다. 사람의 BAC가 0.08이면 혈액 100ml당 0.08g의 알코올이 있음을 의미합니다.

BAC 측정에 사용되는 여러 장치가 있습니다.

호흡 알코올 검사 장치에는 세 가지 주요 유형이 있으며 서로 다른 원칙을 기반으로 합니다.

종류에 관계없이 각 장치에는 마우스피스 , 용의자가 공기를 불어넣는 튜브 , 공기가 들어가는 샘플 챔버 가 있습니다. 나머지 장치는 유형에 따라 다릅니다.

음주 측정기

음주 장치가 포함되어 있습니다

알코올을 측정하기 위해 용의자는 기기에 숨을 들이마십니다. 호흡 샘플은 황산, 중크롬산칼륨, 질산은 및 물의 혼합물을 통해 하나의 바이알에서 버블링됩니다. 측정 원리는 다음과 같은 화학 반응을 기반으로 합니다.

이 반응에서:

질산은은 촉매 로 참여하지 않고도 반응을 빠르게 진행시키는 물질입니다. 황산은 공기에서 알코올을 제거하는 것 외에도 이 반응에 필요한 산성 조건을 제공할 수 있습니다.

이 반응 동안, 적황색 중크롬산염 이온 은 알코올과 반응할 때 녹색 크롬 이온으로 색 이 변합니다 . 색상 변화의 정도는 배출된 공기의 알코올 농도와 직접적인 관련이 있습니다. 공기 중 알코올의 양을 결정하기 위해 반응 혼합물을 광전지 시스템 의 미반응 혼합물 바이알과 비교 하여 측정기의 바늘이 정지 위치에서 움직이도록 하는 전류 를 생성합니다 . 그런 다음 작업자는 손잡이를 돌려 바늘을 휴지 위치로 되돌리고 손잡이에서 알코올 도수를 읽습니다. 작업자가 손잡이를 다시 돌려야 하는 횟수가 많을수록 알코올 도수가 높아집니다.

알코올의 화학

알코올 음료에서 발견되는 알코올은 에틸 알코올(에탄올)입니다. 에탄올의 분자 구조는 다음과 같습니다.

여기서 C는 탄소, H는 수소, O는 산소이며 각 하이픈은 원자 사이의 화학 결합 입니다. 명확성을 위해 왼쪽 탄소 원자에 대한 3개의 수소 원자의 결합은 표시되지 않습니다.

분자의 OH(O - H) 그룹이 알코올을 만드는 것입니다. 이 분자에는 네 가지 유형의 결합이 있습니다.

• 탄소-탄소 (C - C)
• 탄소수소(C - H)
• 탄소-산소(C - O)
• 산소-수소(O - H)

원자 사이의 화학 결합은 전자의 공유 쌍입니다. 화학 결합은 스프링과 매우 유사합니다. 구부러지고 늘어날 수 있습니다. 이러한 특성은 적외선(IR) 분광법으로 시료에서 에탄올을 검출하는 데 중요합니다.

이 장치는 적외선(IR) 분광법을 사용하여 분자가 적외선 을 흡수하는 방식에 따라 분자를 식별 합니다.

분자는 끊임없이 진동 하며 분자가 적외선을 흡수할 때 이러한 진동이 변합니다. 진동의 변화에는 다양한 결합의 굽힘과 늘어남이 포함됩니다. 분자 내의 각 유형의 결합은 서로 다른 파장 에서 IR을 흡수 합니다. 따라서 샘플에서 에탄올을 식별하려면 에탄올(CO, OH, CH, CC)의 결합 파장을 살펴보고 IR 빛의 흡수를 측정해야 합니다. 흡수된 파장은 물질을 에탄올로 식별하는 데 도움이 되며 IR 흡수량 은 에탄올의 양을 알려줍니다.

해독기에서:

현대의 연료 전지 기술(언젠가 우리의 자동차와 심지어 우리의 집에도 동력이 될 수 있음)이 호흡 알코올 감지기에 적용되었습니다. Alcosensor III 및 IV와 같은 장치는 연료 전지를 사용합니다.

연료 전지에는 다공성 산-전해질 물질이 사이에 끼워진 두 개의 백금 전극 이 있습니다. 용의자가 내쉬는 공기가 연료 전지의 한쪽을 지나갈 때 백금이 공기 중 알코올을 산화시켜 아세트산, 양성자 및 전자를 생성합니다.

전자는 백금 전극에서 와이어를 통해 흐릅니다. 와이어는 전류계와 다른 쪽의 백금 전극에 연결됩니다. 양성자는 연료 전지의 하부를 통해 이동하고 산소 및 다른 쪽의 전자와 결합하여 물을 형성합니다. 산화되는 알코올이 많을수록 전류 가 커집니다 . 마이크로 측정 BAC 전류 및 산출한다.

음주 알코올 테스트 장치의 조작자는 특히 결과가 DWI 시험에서 증거 로 사용되는 경우 장치의 사용 및 보정에 대해 교육을 받아야 합니다 . 법 집행관은 실물 크기의 기기와 동일한 원리를 사용하는 휴대용 호흡 검사 기기를 휴대할 수 있습니다. 그러나 법원 사건은 호흡 검사의 인지된 정확도를 켤 수 있으므로 검사는 실물 크기 장치에서 얻은 결과에 의존합니다.

음주 측정기 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

알코올의 산화

산소가 있는 상태에서 에탄올의 오른쪽 탄소에서 수소를 제거하면 식초의 주성분인 아세트산이 나옵니다. 아세트산의 분자 구조는 다음과 같습니다.

여기서 C는 탄소, H는 수소, O는 산소, 하이픈은 원자와 || 사이의 단일 화학 결합입니다. 기호는 원자 사이의 이중 결합입니다. 명확성을 위해 왼쪽 탄소 원자에 대한 3개의 수소 원자의 결합은 표시되지 않습니다. 에탄올이 아세트산으로 산화되면 두 개의 양성자와 두 개의 전자도 생성됩니다.

최초 발행일: 2000년 10월 20일

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