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一、研究背景及意义
目前,交警用以监测司机酒驾与否的工具是呼出气体酒精含量探测器。依据国家规定必须按照JJG657-2006《呼出气体酒精含量探测器》检定规程对呼出气体酒精含量探测器进行定期强检,以确保其在执法中的准确性。但是,JJG657-2006中没有规定“微量进样器”、“气袋”、“计时”等项目的具体操作细节,而在检定过程中却有许多步骤需要人为控制,这就容易致使检定结果产生偏差。因此,有必要认真研究这套标准装置的各项原理、检定规程和操作细节,补充相应细节的一些操作方法,使之更为完善,从而保证检定结果的准确性,避免检定偏差而引起酒驾错判
二、装置组成及工作原理
本次研究采用的呼出气体酒精含量探测器检定装置是由主标准器和微量进样器、气袋、气泵等配套设备组成的,主标准器为MF-3B型液态有机气体配气装置。MF-3B型液态有机气体配气装置,运用质量流量动静相结合的方法配制气体,是当前适用于配制检定呼出气体酒精含量探测器所需气体的一种理想装置。该装置自动计时、采样,将常温、常压下呈液态的有机溶剂配制成相应的标准气体;不仅配气准确、稳定性好,而且操作简单方便。
三、检定细节研究及结果分析
本次试验环境温度为(20±1)℃、湿度为60%±2%,微量进样器采用美国HAMILTON生产的10μL和5μL两种规格,器具编号分别为413617和418384;采用Drager生产的型号为Alcotest 7410Plus的呼出气体酒精含量探测器,器具编号为ARTC-0116;气袋容量为20L。JJG657-2006中以“呼气中酒精质量浓度”的0.1(mg/L)、0.3(mg/L)、0.5(mg/L)来获得数据;而本次试验为了能直观显示结果,特按照呼出气体酒精含量探测器所显示的“血液中酒精质量浓度”来获得数据,分别为20(mg/100mL)、80(mg/100mL)、100(mg/100mL)。下面对微量进样器、气袋、计时这3个可能对检定结果产生影响的方面进行细致研究:
(一)微量进样器的影响
1.吸液管容量的影响
目前,对吸液管容量有两种不同的看法:一种认为微量进样器的吸液管容量可以忽略不计,在把乙醇注入MF-3B型液态有机气体配气装置的过程中,要把活塞推到底部后再来回移动几次,才能把微量进样器中的乙醇全部注入MF-3B型液态有机气体配气装置中。另一种则认为微量进样器的吸液管容量不能忽略,否则会造成偏差。
笔者对这两种看法分别进行了试验。首先对第一种情况进行试验,配制100(mg/100mL)的气体,使用微量进样器注入乙醇时把活塞推到底部后来回移动10次,确保吸液管中的乙醇全部注入MF-3B型液态有机气体配气装置,配出5袋气体,使用ARTC-0116检测,得出5组数据,结果如表1所示。
表1 采用方法1得出的结果
然后再对另一种方法进行试验,使用微量进样器注入乙醇时把活塞推到底部后直接取出,其余步骤同上,所得结果如表2所示
表2 采用方法2得出的结果
通过对本次试验10组数据的分析可知,组1~组5的平均值为104.33(mg/100mL),组6~组10的平均值为99.87(mg/100mL),两组数据均值偏差为4.46(mg/100mL),因此,微量进样器吸液管的乙醇容量会对检定结果产生较大影响,不能忽略不计。
2.进样速度的影响
配制80(mg/100mL)的气体3袋,使用微量进样器分别以1s、5s和10s的速度将乙醇注入MF-3B型液态有机气体配气装置中。用ARTC-0116检测,得出3组数据,结果如表3所示。
表3 进样速度影响试验结果
从表3可以明显看出,组13所得数据及其均值更接近检定所需标准气体浓度;而组11、组12的数据则偏差较大,且进样时间越短偏差越大。造成这个结果的原因可能是乙醇进入到MF-3B型液态有机气体配气装置后需要时间挥发,挥发时间越充分,配制得到的气体越接近所需浓度。
(二)气袋影响
1.气袋残留的影响
(1)旧气袋吸附的影响
气袋使用寿命、旧气袋的吸附残留问题可能会对结果产生影响。下面对使用一年的气袋、使用半年的气袋、使用3个月的气袋和新气袋分别进行研究(假设气袋使用频率与使用时间成正比)。配制100(mg/100mL)的气体,使用ARTC-0116检测,得出4组数据,结果如表4所示。
表4 旧气袋吸附影响试验结果
由表4可知,组14与组15的数据偏差较大,究其原因,可能是使用了半年以上的气袋,由于抽气及充气的影响,表面不再平整,内壁的褶皱会吸附一定量的乙醇,造成残留(同时也无法排除因褶皱而产生的气袋容量变小而导致浓度偏大的因素)。组16、组17的均值则表明使用3个月内的气袋内残留量对检定结果基本不会产生影响。因此,检定使用的气袋需要在一定时间内予以更新,以免因残留而造成检定结果偏差。
(2)混用气袋的影响
检定过程中,若使用同一个气袋分别配制20(mg/100mL)、80(mg/100mL)、100(mg/100mL)的气体,所配气体浓度可能会对检定结果产生一定的影响。因此,先使用一个日常用来配制20(mg/100mL)气体的气袋A分别配制80(mg/100mL)、100(mg/100mL)的气体;再用一个日常用来配制100(mg/100mL)气体的气袋B分别配制20(mg/100mL)、80(mg/100mL)的气体(注:气袋A与气袋B的使用时间均未超过3个月)。使用ARTC-0116检测,得出4组数据,结果如表5所示。
表5 混用气袋影响试验结果
组18和组19的均值直观表明,由原先配制低浓度气体的气袋,转而配制高浓度的气体基本不会产生影响;组20和组21的均值则反映出原先配制高浓度气体的气袋,转而配置低浓度气体时会因原先的残留而产生较大影响。因此,在日常检定工作中,配气的气袋不能混用,应该在每个气袋上标明所配气体的浓度,分类使用。
2.不同时间使用气袋的影响
配制3袋100(mg/100mL)的气体,分别为气袋a、气袋b、气袋c,使用ARTC-0116每间隔1h检测一次,检测间隔时间段把气袋出气孔关闭,结果如表6所示。
表6 不同时间使用气袋影响试验结果
通过对以上3个气袋数据的比较,可以看出气体配制完成后,在不同的时间段对呼出气体酒精含量探测器进行检定会产生不同的结果。由此可知,配制完一袋气体后,要在一定时间内使用,以求检定结果更准确。
(三)计时影响
1.操作顺序的影响
在配气过程中,由于JJG657-2006中未明确规定计时操作方法,因此会有以下两种不同的操作顺序:先使用微量进样器进样,再打开计时开关计时;先打开计时开关,再使用微量进样器进样。
先用微量进样器取样后慢慢注入MF-3B型液态有机气体配气装置,1min后开始计时,配气完成后使用ARTC-0116检测,得到一组数据;然后采用进样后即时打开计时开关的办法,也得出一组数据;最后采用先打开计时开关再进样的方法,得到一组数据。3组数据如表7所示。
表7 操作顺序影响试验结果
通过分析表7数据可知,进样后马上计时与计时后进样所得结果偏差约为1%,采用这两种方法对结果基本无影响。但是在操作过程中,如果先进样,然后用气泵把气袋中残留的气体抽出,把气袋安到MF-3B型液态有机气体配气装置的出气孔上再开始计时,就会造成结果浓度偏低。其原因可能是乙醇在进入MF-3B型液态有机气体配气装置后瞬间汽化却未进入气袋中,最终导致气体浓度偏低
2.计时完毕不及时摘下气袋的影响
由于配气的计时过程比较长,配气完成后若不及时取下气袋有可能会造成泄漏而导致浓度偏低。对此,笔者分几个不同时间取下气袋进行了研究。配制100(mg/100mL)的气体4袋,分别在计时完毕0min、5min、10min、30min后取下,使用ARTC-0116检测,可以得出4组数据,结果如表8所示。
表8 计时完毕不及时摘下气袋影响试验结果
通过比较以上4组数据,可知计时完毕后若不及时摘下气袋,气袋中的气体会慢慢泄漏,泄漏程度与时间成正比。因此,在配气完成后,要及时摘下气袋,关闭气袋出气孔,保证检定结果的准确性。
四、小结
通过对呼出气体酒精含量探测器部分检定细节的研究,可发现微量进样器、气袋和计时会对检定结果产生不同程度的影响,某些细节会引起偏差,有的则可以忽略不计,验证了一些检定结论,同时也摒弃了一些错误观念,希望此项研究能为广大计量检定人员日后的检定工作提供一定的参考素材。
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