酒駕是一種極具危險性和社會危害性的行為。酒精對人體的影響較為復雜，且在駕駛過程中會嚴重影響駕駛者的反應速度與判斷力。為了有效防止酒駕，酒精檢測儀成為執法部門的重要工具。那么，你是否好奇過酒精檢測儀是如何工作的？它又是如何識別駕駛員體內的酒精含量的呢？

酒精對人體的影響

酒精，化學名稱為乙醇（化學式C?H?OH），是一種無色、易揮發的液體，具有特殊的芳香氣味。當人們飲用含酒精的飲品時，酒精通過消化道被人體吸收，并通過血液循環分布到全身各處，尤其是腦部、肝臟和腎臟。酒精對我們人體的中樞神經系統具有抑制作用，其主要影響包括以下幾方面：

酒精在人體中的轉化過程，圖片來源：[3] 1.1 降低反應能力 酒精會減慢大腦對外界刺激的反應速度，導致駕駛員的反應遲緩。例如，當車輛行駛時，駕駛員對突然出現的緊急情況可能無法做出及時的剎車或轉向操作。 1.2 影響判斷力 酒精對前額葉皮層的影響，會使得人的判斷力下降，容易高估自己的駕駛能力或忽視危險情況。這種認知上的偏差是導致酒駕事故的主要原因之一。 1.3 協調性下降 酒精會削弱駕駛員的手眼協調能力，導致操作失誤。這種影響在高速駕駛或應對復雜路況時尤為明顯。 1.4 疲勞和困倦 酒精的攝入還可能加劇駕駛員的疲勞感或困倦，進一步增加事故風險。

血液酒精濃度對駕駛的影響[1] 研究表明，血液中的酒精濃度（BAC，Blood Alcohol Concentration）達到0.02%時，駕駛員的反應時間和判斷力就會開始受到影響；當BAC達到0.08%時，駕駛員的判斷力和控制車輛的能力將嚴重受損。

酒精檢測儀的工作原理

酒精檢測儀是一種用于檢測駕駛員體內酒精含量的便攜設備。通常，它通過呼氣樣本來推算駕駛員血液中的酒精濃度。酒精檢測儀的核心工作原理依賴于酒精的揮發性和特定的化學反應。當前，常見的酒精檢測儀類型主要有以下幾種：

酒精檢測儀，圖片來源：[1] 2.1 燃料電池型酒精檢測儀 燃料電池型酒精檢測儀是目前廣泛使用的一種酒精檢測工具。其工作原理基于乙醇在燃料電池中陽極的氧化反應。當被檢測者呼出含酒精的氣體時，氣體中的酒精分子進入燃料電池。在燃料電池的陽極上，乙醇與氧氣發生氧化反應生成乙醛，同時釋放電子。電子通過外部電路流動，產生電流。電流的大小與乙醇濃度成正比，通過測量電流強度，酒精檢測儀可以推算出呼氣中的酒精含量。

燃料電池酒精傳感器電化學原理圖 2.2 半導體型酒精檢測儀 半導體型酒精檢測儀采用氧化錫（SnO?）半導體材料，這種材料在遇到酒精分子時，其導電性會發生變化。具體過程是，呼出的氣體經過檢測儀時，氣體中的酒精分子會與半導體表面發生反應，改變其電阻值。檢測儀通過測量電阻的變化來推算出酒精濃度。這種檢測儀相對便宜，但易受其他揮發性化學物質的干擾，精度較燃料電池型低。 2.3 紅外光譜型酒精檢測儀 紅外光譜型酒精檢測儀通過分析呼氣中酒精分子對特定波長紅外線的吸收程度來測量酒精濃度。酒精分子在吸收特定波長的紅外光后，分子的振動和旋轉能級發生變化，吸收的紅外光越多，意味著氣體中的酒精濃度越高。該方法具有較高的精度，但由于設備較為復雜，通常用于實驗室或固定檢測站。

紅外光譜型酒精檢測儀的原理示意圖（圖片來源：[5]）

呼氣酒精濃度與血液酒精濃度

酒精檢測儀測得的是呼氣中的酒精濃度（BrAC，Breath Alcohol Concentration），而交通法規中規定的限制值通常是血液酒精濃度（BAC）。兩者之間并非完全等同，但存在一定的關系。通常情況下，呼氣酒精濃度與血液酒精濃度的比值大約為1:2100。這意味著呼吸時每呼出1毫升酒精，血液中約有2100毫升酒精。 這個比值基于人體生理特征和代謝規律得出，酒精通過血液進入肺部，并部分揮發進入呼氣中。為了確保檢測結果的準確性，執法過程中通常會進行多次呼氣檢測，或在呼氣檢測異常時要求進一步的血液檢測。 需要注意的是，呼氣酒精濃度的測量受多種因素影響。例如，檢測時的呼氣深度、呼氣時間長短、體溫等都會影響檢測結果。為了提高精度，現代的酒精檢測儀通常會進行多次檢測，并結合環境因素自動校準結果。 參考文獻[1]https://www.scienceabc.com/ [2]https://mp.weixin.qq.com/s/erkC9b4XhYPFsNVueeUSMg [3]https://mp.weixin.qq.com/s/VFLri3_ibZWLPbf_k_tFyg [4]https://mp.weixin.qq.com/s/iJXxMccQUp8gpbfIBQ7o7A [5]https://www.olythe.io/applications/health/ethanol-breath/