Công nghệ đo nồng độ cồn trong hơi thở

Trước khi máy đo nồng độ hơi thở được phát minh, cảnh sát phải đưa ra phán đoán dựa trên những yếu tố như mùi, nước da, dáng đi và hành vi.

Máy đo nồng độ hơi thở do Borkenstein tạo ra đã phát triển thành Model 900, 900A, 900B và Model 2000, được điều khiển bằng bộ vi xử lý.
Từ năm 1955 đến năm 1999, hơn 30.000 máy đo nồng độ hơi thở Borkenstein thuộc nhiều loại khác nhau đã được sản xuất và bán ra. Nó cũng đã được sử dụng trong nhiều năm ở Hoa Kỳ, Canada và Úc và vẫn là máy đo hơi thở tiêu chuẩn được cảnh sát và các cơ quan chính phủ khác sử dụng.
Năm 1974, NHTSA Hoa Kỳ sau đó đã phát triển và công bố hệ thống chứng nhận cũng như danh sách sản phẩm được phê duyệt cho máy đo nồng độ hơi thở.

Kể từ máy đo hơi thở của Borkenstein, những người kế nhiệm đã cải tiến thiết bị và công nghệ này. Ngày nay, nó đang được sử dụng trong nhiều tình huống hơn, bao gồm cả người lái xe cá nhân, doanh nghiệp và chuyên nghiệp. Tùy thuộc vào mục đích, các công nghệ cảm biến và phân tích khác nhau cũng tăng lên, chẳng hạn như phương pháp phân tích hồng ngoại, cảm biến pin nhiên liệu (điện hóa) và cảm biến khí bán dẫn.
Những tiến bộ trong công nghệ cồn trong hơi thở đã dẫn đến việc nó được sử dụng như một thiết bị khóa rượu vào cuối những năm 1970.

Những tiến bộ trong công nghệ phát hiện nồng độ cồn trong hơi thở đã có lịch sử đóng góp to lớn cho xã hội giao thông bằng cách cung cấp một chỉ số khách quan có thể loại bỏ các trường hợp lái xe khi say rượu và sự giám sát bất hợp pháp của cảnh sát trước đây bị bỏ qua. Nhiều nhà khoa học, nhà sinh hóa và nhà nghiên cứu đã đóng góp vào lịch sử này.

Tiến sĩ Harger và Tiến sĩ Borkenstein không chỉ sáng chế ra công nghệ phân tích nồng độ cồn trong hơi thở mà còn có những đóng góp đáng kể cho tình trạng pháp lý của nồng độ cồn trong hơi thở, chẳng hạn như vận động chính phủ tăng cường các quy định về lái xe khi say rượu.

Đáng chú ý, Tiến sĩ Borkenstein cũng là người sáng lập Giải thưởng Borkenstein, một giải thưởng nghiên cứu học thuật hiện do Hiệp hội Kiểm tra Hóa học Quốc tế (IACT) trao tặng.

Theo cách này, những đóng góp của các nhà nghiên cứu sinh hóa và sự phát triển của công nghệ phát hiện nồng độ cồn đã tăng lên theo thời gian, và giờ đây các hoạt động phòng chống lái xe khi say rượu đã trở thành một lĩnh vực gần như có thể được gọi là một "ngành công nghiệp", với các ngành công nghiệp như máy đo nồng độ cồn và thiết bị kiểm tra nồng độ cồn liên động, tiếp tục góp phần giảm thiểu tử vong do tai nạn giao thông.

Thông thường, rượu khi vào cơ thể sẽ được hấp thụ vào máu trong vòng khoảng 30 phút. Lý tưởng nhất là cần lấy mẫu máu để đo. Tuy nhiên, có một định luật chuyển đổi gián tiếp nồng độ, cho phép chúng ta đo nồng độ cồn từ mẫu hơi thở mà không cần lấy mẫu máu. Định luật này được gọi là Định luật Henry.

Định luật Henry

Định luật Henry là một định luật tổng quát về hóa lý. Nói một cách đơn giản, đây là một lý thuyết cơ bản phát biểu rằng khi một chất hòa tan trong chất lỏng có mặt trong không khí (hơi), sẽ có một tỷ lệ thuận không đổi, và khi một chất trong không khí (hơi) hòa tan trong chất lỏng, sẽ có một tỷ lệ thuận không đổi. Định luật này dự đoán rằng khi một chất dễ bay hơi như rượu được hòa tan trong dung môi (như máu), nồng độ cồn trong khí (tức là hơi thở) sẽ tỷ lệ thuận với nồng độ cồn trong cơ thể.

Từ những ngày đầu của phương pháp kiểm tra nồng độ cồn trong hơi thở, Định luật Henry đã được sử dụng để chuyển đổi nồng độ máu và hơi thở theo công thức chuyển đổi nồng độ sau:

"Trọng lượng cồn trong 1 lít máu chia cho 2100 bằng trọng lượng cồn trong 1 lít hơi thở."

Hiện nay, hầu hết các máy đo nồng độ cồn dựa trên phương pháp kiểm tra nồng độ cồn trong hơi thở đều sử dụng định luật này. Công ty chúng tôi cũng sử dụng định luật này để chuyển đổi. Tuy nhiên, định luật này chỉ mang tính chất ước lượng, không phải là giá trị tuyệt đối. Trên thực tế, giá trị đo lường thay đổi do các yếu tố như thông khí phổi và mạch tim. Ngoài ra, các biến thiên do các yếu tố bên ngoài như độ nhạy của cảm biến và môi trường vận hành thường phải được tính đến.