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警用酒精傳感器原理及應用 任英 宋宇強 摘要 引言 原理 使用 總結 摘要 評述可用于準確測量駕駛人員體內酒精血液濃 度的呼氣式傳感器及采用電化學型燃料電池做 酒精傳感器的呼氣式傳感器的工作原理。 引言 機動車駕駛人員酒后駕車易發生交通事故，危 害人民群眾。人在喝酒后，酒精通過消化道被 人體吸收經血液循環，其中百分之九十由肺排 出。因此測量呼氣中酒精含量便可得知駕駛員 醉酒程度。 可以對氣體中酒精含量進行檢測的設備有五種基本類型， 即：燃料電池型（電化學）、半導體型、紅外線型、氣 體色譜分析型、比色型。但由于價格和使用方便的原因，目前常用的只有燃料電池型（電化學型）和半導體型兩 種。半導體基本使用于民用市場；電化學型基本使用于 執法交警部門。 半導體型酒精傳感器原理 ? 半導體型采用氧化錫半導體作為傳感器酒精傳感器，這類半 導體器件具有氣敏特性，當接觸的氣體中其敏感 的氣體濃度增加，它對外呈現的電阻值就降低， 半導體型呼氣酒精測試儀就是利用這個原理做成 的。這種半導體在不同工作溫度時，對不同的氣 體敏感程度是不同的，因此半導體型呼氣酒精測 試儀中都采用加熱元件，把傳感器加熱到一定的 溫度，在該溫度下，該傳感器對酒精具有最高的 敏感度。

燃料電池型酒精傳感器原理 ? 燃料電池型呼氣酒精測試儀采用燃料電池酒精 傳感器作為氣敏元件酒精傳感器，它屬于電化學類型酒精傳感器，因此 又稱為電化學型。燃料電池是當前全世界都在廣 泛研究的環保型能源，它可以直接把可燃氣體轉 變成電能，而不產生污染。作為酒精傳感器只是 燃料電池的一個分支。燃料電池酒精傳感器采用 貴金屬白金作為電極，在燃燒室內充滿了特種催 化劑，它能使進入燃燒室內的酒精充分燃燒轉變 為電能，也就是在二個電極上產生電壓，電能消 耗在外接負載上。此電壓與進入燃燒室內氣體的 酒精濃度成正比，這就是燃料電池型呼氣酒精測 試儀的基本工作原理。左圖是燃料電池型呼氣酒 精傳感器圖，右圖為典型的燃料電池型呼氣酒精 傳感器驅動電路圖。 使用 ? 從理論上說二氧化硫報警器，要判斷是否是酒后駕駛，最簡單 可行的方法是現場檢測駕駛人員呼氣中的酒精含 量。大量的統計研究結果表明家用燃氣報警器，如果被測者深吸 氣后以中等力度呼氣達三秒鐘以上，這時呼出的 氣就是從肺部深處出來的氣體，呼氣中的酒精含 量與血液中的酒精含量。 ? 根據國家質量監督檢驗檢疫局發布的《車輛駕 駛人員血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗》 (GB19522—2004)中規定，該規定指出，飲酒駕 車是指車輛駕駛人員血液中的酒精含量大于或者 等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的駕駛行為。

醉酒駕車是指車輛駕駛人員血液中的酒精含量大 于或者等于80mg/100ml的駕駛行為。 總結 ? 與半導體型相比，燃料電池型呼氣酒精測試儀 具有穩定性好，精度高，抗干擾性好的明顯優點。 但遺憾的是由于燃料電池酒精傳感器的結構要求 非常精密，制造難度相當大，目前世界上只有歐 美等少數幾個國家能夠生產。因其材料成本高 （相當于半導體酒精傳感器的幾十倍），所以價 格相當昂貴，導致燃料電池型酒精測試儀的價格 是半導體型酒精測試儀好幾倍的事實。但警用酒 精傳感器還是使用燃料電池型呼氣酒精傳感器。 謝謝

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