Ada kebutuhan serius untuk memastikan bahwa pengemudi yang memiliki pengaruh alkohol tetap berada di jalan. Diperkirakan bahwa satu orang tewas setiap 32 menit dan orang lain terluka setiap 26 detik dalam kecelakaan yang berhubungan dengan alkohol. Kematian di jalan raya sedikit meningkat dari 41.717 kematian pada tahun 1999 menjadi 41.812 pada tahun 2000. Empat puluh persen (16.725) melibatkan alkohol, meningkat dari 38% tahun sebelumnya.
Penguji alkohol napas (BAT) bergantung pada rasio darah terhadap napas. Rasio ini menggambarkan hubungan antara kandungan alkohol dalam napas dan kandungan alkohol dalam darah pada waktu tertentu. Rasio alkohol napas yang diterima terhadap alkohol darah adalah 2.100:1. Ini berarti 2.100 ml sampel paru-paru udara dalam mengandung jumlah alkohol yang sama dengan 1 ml darah. Semua alat uji napas yang dikembangkan sejak 1939 menggunakan rasio ini. Rasio dipandu oleh Hukum Henry, yang menyatakan jumlah gas yang larut dalam cairan pada suhu dan tekanan standar berbanding lurus dengan tekanan parsial gas itu dalam fase gas.
Untuk mendapatkan pembacaan yang akurat dari kandungan alkohol seseorang, perangkat harus menguji udara paru-paru dalam seseorang. Pertukaran gas, seperti alkohol, antara darah dan paru-paru terjadi di alveoli. Setiap paru-paru mengandung beberapa juta alveolus. Jika udara paru-paru dalam tidak dihembuskan ke dalam perangkat, sampel napas dapat diencerkan dengan konsentrasi alkohol yang lebih rendah. Instrumen biasanya membutuhkan seseorang untuk meniup untuk jumlah waktu minimum untuk memastikan udara diambil dari paru-paru yang dalam.
Ada dua jenis utama BAT yang digunakan saat ini. Jenis pertama menggunakan sinar infra merah untuk mendeteksi kandungan alkohol. Perangkat ini melewatkan sampel napas melalui pita sempit cahaya inframerah yang disetel ke frekuensi yang diserap oleh alkohol. Jumlah cahaya inframerah yang tidak diserap oleh alkohol menunjukkan konsentrasi alkohol dalam napas.
Jenis perangkat kedua menggunakan sel bahan bakar (yang mengandalkan reaksi kimia) dan merupakan BAT yang paling umum digunakan. Alkohol dalam napas seseorang adalah energi untuk sel bahan bakar. Semakin tinggi konsentrasi alkohol nafas, semakin banyak listrik yang akan dihasilkan. Perangkat mengukur kekuatan arus untuk menentukan kadar alkohol napas/darah (BAC).
Sel bahan bakar itu sendiri hanya sedikit berbeda dari satu produk ke produk lainnya dan merupakan komponen yang dibeli oleh produsen dari vendor luar. Dalam sel bahan bakar, dua elektroda direndam dalam elektrolit cair, zat yang menghantarkan listrik. Elektroda adalah konduktor listrik padat yang melaluinya arus listrik masuk atau keluar. Elektroda dilapisi dengan lapisan platinum dan memiliki pori-pori yang sangat halus. Di antara elektroda adalah lapisan elektrolit tipis. Alkohol ditarik ke dalam sel bahan bakar oleh pompa dan merembes melalui elektroda, di mana kemudian diubah secara kimia. Hasil bahan bakar dalam aliran listrik antara elektroda.
Alkohol yang ditemukan dalam minuman beralkohol adalah etil alkohol, juga dikenal sebagai etanol. Struktur molekul etanol memiliki empat jenis ikatan utama:karbon ke oksigen, karbon ke karbon, karbon ke hidrogen, dan oksigen ke hidrogen. Dalam penguji sel bahan bakar, bahan platinum pada elektroda bertindak sebagai katalis kimia dan mengionisasi atom hidrogen dengan mengambil elektronnya. Atom hidrogen sekarang positif. Dalam konversi kimia ini (yang terjadi di bagian atas sel bahan bakar) atom hidrogen kemudian bergerak lebih rendah di sel bahan bakar dan bergabung dengan oksigen. Air terbentuk dan satu elektron per molekul hidrogen positif diserap. Sekarang ada lebih banyak elektron di bagian atas sel daripada di bagian bawah. Kedua permukaan dihubungkan secara elektrik melalui kawat. Elektron mengalir melalui kawat dari elektroda platinum. Kawat dihubungkan ke pengukur arus listrik dan ke elektroda platina di sisi lain. Hasilnya adalah arus penetral yang mengalir melalui sel bahan bakar. Arus menunjukkan jumlah alkohol yang dikonsumsi oleh sel bahan bakar. Semakin banyak bahan bakar (alkohol), semakin tinggi arusnya.
Sejak zaman Hippocrates (c. 430 SM ), dokter telah mengetahui bahwa napas manusia dapat memberikan petunjuk untuk diagnosis medis. Napas adalah salah satu cara akurat untuk mengukur BAC seseorang karena darah mengalir melalui paru-paru, tempat pertukaran gas. Molekul alkohol ditransfer dari darah ke paru-paru udara dikeluarkan dalam napas.
Pada tahun 1938, BAT pertama dikembangkan oleh Dr. R. N. Harger dan disebut Drunkometer. Tahun 1941 lahirlah Intoximeter yang ditemukan oleh Glenn Forrester dan kemudian Alcometer yang dikembangkan oleh Professor Leon Greenberg. Mesin ini menghitung alkohol darah untuk menghirup tingkat alkohol sampel udara paru-paru dalam. Satu-satunya cara untuk menentukan BAC sebelum instrumen ini adalah melalui tes darah atau urin. Metode ini memakan waktu dan mahal. Pada tahun 1954, Breathalyzer ditemukan oleh Polisi Negara Bagian Indiana Robert Borkenstein. Ini adalah jenis perangkat pengujian alkohol portabel dan tahan lama yang menjadi instrumen pilihan oleh polisi di seluruh negeri.
Penguji alkohol napas awal mengharuskan orang yang diuji untuk meledakkan balon. Ini memastikan bahwa sampel paru-paru udara dalam akan diambil. Udara balon kemudian dilepaskan di atas bahan kimia fotolistrik yang berubah warna dengan adanya alkohol; semakin dalam perubahan warna, semakin tinggi kandungan alkoholnya. Perangkat ini sering ditentang di pengadilan karena dapat menghasilkan hasil yang salah. Misalnya, jika seseorang menggunakan obat kumur yang mengandung alkohol sebelum mengikuti tes, itu bisa menghasilkan BAC yang lebih tinggi.
Pada tahun 1980-an tes napas kimia jarang digunakan. Tersangka terus menantang hasil dan pengadilan membatalkannya. Pabrikan berfokus pada peningkatan akurasi, kecepatan, dan kemudahan penggunaan bahan bakar dan BAT inframerah.
Penguji alkohol nafas sel bahan bakar terutama terdiri dari sel bahan bakar, pompa, corong, papan sirkuit tercetak (PCB), dan layar kristal cair (LCD) atau dioda pemancar cahaya (LED) yang semuanya terkandung dalam wadah plastik yang umumnya terbuat dari bahan bakar rendah. plastik polietilen densitas (LDPE), polipropilen (PP), atau polistirena (PS). Sel bahan bakar terbuat dari dua elektroda berlapis platinum dan bahan elektrolit permeabel. Pompa terbuat dari kaca dan nilon dan digunakan untuk menarik alkohol ke dalam BAT. Di jantung BAT adalah PCB yang mengontrol seluruh unit. Mikroprosesor berisi pengkodean yang digunakan BAT untuk menjalankan fungsinya. Perangkat juga menggunakan LCD atau LED untuk menyajikan instruksi kepada pengguna, termasuk hasil atau pesan kesalahan potensial.
Perangkat pengujian napas inframerah dan sel bahan bakar digunakan dalam tiga jenis instrumen yang berbeda:pembuktian, penyaringan, dan penguji alkohol napas pasif. Kelelawar bukti mengumpulkan sampel dari napas seseorang. Hasilnya cukup akurat sehingga bukti yang dikumpulkan dapat digunakan di pengadilan. Sebagian besar, perangkat ini berukuran besar—seukuran komputer desktop—dan ditempatkan di departemen kepolisian. Skrining BAT biasanya merupakan penguji BAC yang paling banyak digunakan karena akurasi dan portabilitasnya (ukurannya seukuran kalkulator saku). Penguji BAC ini membutuhkan seseorang untuk meniup ke perangkat, dan membaca baik lulus, gagal, atau memberikan pembacaan digital BAC orang tersebut. BAT pasif juga merupakan perangkat genggam, tetapi tidak memerlukan tindakan dari pihak tersangka. Perangkat mengambil sampel udara di sekitar seseorang.
Penguji alkohol napas sel bahan bakar. Pelet plastik—LDPE, PP, atau PS—dimasukkan ke dalam hopper dan dipanaskan sampai benar-benar cair. 
Contoh cara kerja penguji alkohol napas sel bahan bakar. menyesuaikan semua parameter internal untuk memberikan pengukuran yang akurat. Setiap BAT memiliki tes diagnosis mandiri yang terpasang pada PCB. Produsen menguji semua fungsi perangkat. Unit digilir melalui simulator dan diuji berulang kali. Pabrikan dapat menjalankan siklus 50 tes sekaligus. Misalnya, PCB diprogram untuk berbunyi bip saat perangkat mendeteksi cukup udara paru-paru yang masuk ke dalamnya. Itu juga diprogram untuk membuat grafik udara yang dihembuskan.
Pabrikan akan mendorong sejumlah udara yang diketahui melalui mesin untuk menguji beberapa fungsi sekaligus.
Ketika produsen telah menyelesaikan pengujian mereka, mereka mengirim produk mereka ke Departemen Transportasi Amerika Serikat. Departemen Perhubungan harus menyetujui perangkat sebelum menempatkannya pada daftar Produk yang Sesuai. Dalam hal penegakan hukum, negara bagian diharuskan hanya membeli perangkat di daftar Produk yang Sesuai. Instansi pemerintah juga hanya akan membeli perangkat dari yang disetujui oleh Departemen. Karena pasar ini adalah sebagian besar perangkat pengujian alkohol yang dijual di Amerika Serikat, produsen secara teratur mengirimkan produk mereka ke kantor Departemen Perhubungan untuk mendapatkan persetujuan. Departemen Perhubungan menguji kinerja perangkat. Pekerja laboratorium menggunakan larutan basah atau gas dengan konsentrasi alkohol yang diketahui. Jika menggunakan bak mandi basah, perangkat dihubungkan ke instrumen yang disebut simulator mandi basah. Solusinya dituangkan ke dalam simulator dan instrumen secara otomatis memanaskan solusi ke suhu 93°F (34°C). Simulator memiliki port outlet gas. Pekerja menghubungkan adaptor corong ke port, kemudian menghubungkan corong Bat ke adaptor corong. Uap didorong dari simulator sampel basah ke dalam BAT dengan laju konstan sepanjang siklus. Pekerja kemudian memprogram unit ke 0,01. Penguji dapat menentukan konsentrasi alkohol yang tepat yang muncul dari larutan dengan mengetahui suhunya. Simulator mendorong uap melalui perangkat dan penguji mencocokkan apa yang dibaca perangkat dengan konsentrasi alkohol yang diketahui. BAT harus memenuhi spesifikasi yang ditetapkan oleh Departemen. Misalnya, di antara persyaratan yang dibuat oleh Departemen Perhubungan adalah bahwa perangkat harus membedakan alkohol dari aseton ketika alkohol berada pada tingkat 0,02. Pekerja laboratorium mengulangi tes sekitar 200 kali, menggunakan kondisi pengujian yang berbeda. Mereka memvariasikan suhu yang diketahui dari dingin ke hangat, seperti 50'F, 68°F, dan 86°F (10°C, 20°C, dan 30°C).
Departemen Perhubungan juga memastikan bahwa aparat penegak hukum menggunakan alat tes alkohol secara akurat. Personel penegak hukum harus lulus sertifikasi yang melakukan pengujian alkohol napas oleh pemerintah negara bagian atau lokal mereka.
Dorongannya adalah untuk memproduksi perangkat portabel yang dapat mengumpulkan bukti di tempat. Untuk mencapai hal ini, ada langkah yang meningkat menuju pembuatan perangkat sel bahan bakar alkohol. Berbeda dengan perangkat inframerah alkohol, penguji sel bahan bakar jauh lebih murah. Akurasi dan kemudahan penggunaannya sebanding dengan penguji inframerah.
Keinginan untuk BAT genggam yang dibuat untuk pasar konsumen individu juga berkembang. Orang yang ingin tahu apakah mereka melebihi batas legal alkohol dapat menguji diri mereka sendiri dengan BAT ini. Perusahaan yang menjual alkohol juga merupakan pasar potensial untuk perangkat ini. Produk-produk ini seukuran senter dan jauh lebih murah daripada perangkat yang ditujukan untuk para profesional. Mereka tidak setepat perangkat pengujian lainnya, tetapi memiliki manfaat kemudahan dan biaya.
Aparat penegak hukum adalah salah satu kelompok utama yang biasanya dan secara teratur menggunakan alat tes pernapasan untuk memastikan pengemudi tidak di bawah pengaruh alkohol. Perangkat ini juga digunakan untuk memastikan penyalahgunaan alkohol tidak terjadi di tempat kerja. Departemen Transportasi Amerika Serikat mewajibkan pengujian alkohol untuk jutaan karyawan yang peka terhadap keselamatan di industri truk, maskapai penerbangan, kereta api, transit, dan maritim. Pengujian karyawan ini dilakukan secara acak. Perusahaan yang tidak memiliki regulasi semakin banyak melakukan tes alkohol pada karyawan mereka.
Pada tahun 2001, sebagian besar negara bagian memiliki batas hukum 0,1 BAC, dengan beberapa negara bagian memberlakukan 0,08. Itu berarti BAC tidak melebihi 10 atau 8 mg per 100 ml darah.
Considine, Douglas M., ed. Ensiklopedia Ilmiah Van Nostrand. edisi ke-8 New York:International Thomson Publishing Inc., 1995.
Pusat Statistik dan Analisis Nasional. Perkiraan Kematian dan Cedera Kecelakaan Lalu Lintas Kendaraan Bermotor untuk Penilaian Tahunan 2000, 2000 tentang Kecelakaan Kendaraan Bermotor.
"Tentang Tes Nafas." Halaman Web Menssanna Research, Inc. Desember 2001.
Craig C. Freudenrich. "Bagaimana Breathalyzer Bekerja." Bagaimana Hal-Hal Bekerja Halaman Web. Desember 2001.
Halaman Web Life Loc Technologies, Inc. Desember 2001.
M. Rae Nelson
Proses manufaktur
Komponen dan persediaan Arduino Nano R3 Sebuah Uno akan bekerja dengan baik × 1 USB Pria × 1 USB Wanita × 1 Aplikasi dan layanan online Arduino IDE Tentang proyek ini Ini mungkin tidak terlihat banyak, tapi ini mungkin hal paling berguna yang p
Komponen dan persediaan Arduino UNO × 1 Adafruit LCD Standar - 16x2 Putih di Atas Biru × 1 Sakelar Tombol Tekan SparkFun 12mm × 1 Ukuran Setengah Papan Tempat Memotong Roti Perma-Proto × 1 Kabel jumper (generik) × 1 Resistor 1k ohm × 1
Pembakaran Bahan Bakar Oxy dan Penerapannya pada Pemanasan Ulang Tungku Pemanasan ulang baja adalah proses intensif energi yang membutuhkan distribusi suhu yang seragam di dalam tungku pemanasan ulang. Secara historis, recuperator telah digunakan untuk memanaskan awal udara pembakaran, sehingga me
Pembakaran Bahan Bakar dan Perpindahan Panas di Tungku Panas dibutuhkan dalam tungku untuk memanaskan muatan tungku (bahan yang akan dipanaskan di tungku) dan kadang-kadang untuk reaksi kimia. Tiga sumber energi panas adalah (i) pembakaran bahan bakar, (ii) energi listrik, dan (iii) energi kimia y
