Более 60 лет компания Dräger разрабатывает технологии обнаружения алкоголя и наркотиков и является на сегодняшний день ведущим мировым производителем и признанным экспертом в этой области.
В этом выпуске мы расскажем о том, как появились устройства для контроля трезвости, об эволюции технологий для обнаружения алкоголя в организме человека.
Когда это стало важным?
Пожалуй, самая центральная тема на сегодняшний день – проблема нетрезвого вождения. Она появилась практически сразу с распространением автомобилей. Уже в середине прошлого века пьяные за рулем создавали опасные ситуации на дорогах. Соответственно, потребовался и контроль трезвости водителей, и инструменты для него.
В течение десятилетий не было точного способа, доступного для быстрого и надежного определения степени опьянения.
Пьяный человек способен на многое, и это «многое» хорошо известно с отрицательным оттенком. И не только на дорогах, но и на производстве. Известно, что в Великобритании пытались запретить пьяным заниматься ответственным трудом еще до изобретения автомобиля.
Так, в 1872 году Вестминстер принял акт, «запрещающий пьянство во время управления любым экипажем, лошадью, скотом или паровым двигателем на любом шоссе или другом общественном месте». Успеха он не имел, но стал исторической вехой запретов, мониторинга и предотвращения.
Но что именно означает «пьяный»?
До середины 20-го века у властей разных стран не было быстрого и надежного метода определения степени опьянения водителя при досмотре на обочине. Трудно было точно измерить, насколько чьи-то реакции ограничены действием алкоголя, и поэтому необходимо было везти подозрительного водителя в медицинское учреждение, где измерялось содержание алкоголя в крови (BAC – Blood alcohol concentatration (англ.) – концентрация алкоголя в крови) или количество алкоголя в моче.
Все это проходило достаточно трудоемко и сложно, и такие процедуры нельзя было выполнить быстро и для большого количества исследуемых в повседневном мониторинге дорожного движения.
Исследования на эту тему форсировал американский врач Эмиль Боген, который предложил использовать выдыхаемый воздух для определения BAC. Он опирался на труд «О присутствии алкоголя в выдыхаемом воздухе» шведских фармакологов Йорана Лильестранда и Поля Линде, опубликованный в 1930 году.
Именно в то время была доказана связь между опьянением и содержанием алкоголя в крови и дыхании.
Когда вопрос встал остро?
Из-за массовой моторизации после Второй мировой войны количество дорожно-транспортных происшествий, вызванных употреблением алкоголя, резко возросло.
В основном алкоголь выявляли по-прежнему с помощью лабораторных исследований, анализа крови и мочи, в специально оборудованных условиях.
Развитие технологий обнаружения алкоголя в организме
В результате усугубления проблемы нетрезвого вождения возник устойчивый спрос на более быстрые и точные измерения. Особенно важно было иметь инструменты для оперативного тестирования водителей.
Концепция анализа выдыхаемого воздуха уже в 1950х пришла в голову инженерам на следующее утро после корпоратива!.. Ноу-хау по оперативному обнаружению алкоголя в пробе выдыхаемого воздуха основано на опыте разработки решений обнаружения газов, в частности индикаторных газоизмерительных трубок (о них мы рассказывали в выпуске Академии газоанализа).
Анализ концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе позволял тестировать водителей прямо на месте, то есть обеспечивал наиболее точное отражение концентрации алкоголя, действующего на организм в момент управления транспортом. Безусловно, это был шаг вперед по отношению к лабораторным методикам, требующим времени на поездку для забора крови или мочи в медучреждение (сопровождаемое протрезвением).
Обобщающая схема разных способов измерения содержания алкоголя в организме.
Первый серийный прибор
История серийного производства устройств для тестирования на алкоголь в выдыхаемом воздухе началась с одноразовых индикаторных трубок Alcotest, представленных в 1953 году. В них смесь серной кислоты и дихромата калия становится зеленой, вступая в контакт с этанолом, содержащимся в выдыхаемом воздухе. В них смесь серной кислоты и дихромата калия становится зеленой, вступая в контакт с этанолом, содержащимся в выдыхаемом воздухе. Инновационная для своего времени технология позволила полиции определять концентрацию алкоголя в выдыхаемом водителем воздухе прямо на месте проведения теста.
На фото: Применение индикаторных трубок Alcotest в 1953 году.
В период с 1953 по 2016 год было произведено более 30 миллионов штук классических трубок Alcotest. Выражение «подуть в трубочку» в качестве синонима запроса о проведении теста на алкоголь остается актуальным во всем мире и по сей день.
Применение технологии сразу нашло отражение в прецедентном праве: уже в 1953 году в законодательстве ФРГ была закреплена норма о том, что концентрация алкоголя в крови 1,5 промилле (0,675 мг/л в выдохе) является пределом для абсолютной неспособности управлять автомобилем.
С распространением технологии в других странах аналогичные ограничения были установлены и там, и первыми уверовавшими в возможности алкотестеров были Великобритания, Швеция и Австралия.
На фото: 1938 – американский Drunkometer (если перевести дословно – «Пьянометр») работал с использованием многоступенчатого сравнительного процесса измерения. 1953 – классика жанра: трубки Dräger Alcotest.
Сегодня результат измерений содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе служат доказательством в суде во многих странах.
Электронные решения на основе ИК сенсоров
Следующим этапом технологического развития оценки содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе стали инфракрасные сенсоры, подобные тем, которые применяются в газоанализаторах (см. выпуск «Академии газоанализа»).
Инфракрасные сенсоры часто применяются для определения органических, в том числе углеводородных, соединений. Они характеризуются высокой чувствительностью, устойчивостью к значительному превышению предельно допустимых концентраций, стабильностью, имеют длительный срок службы и неограниченный срок хранения.
На фото: 1953 – Боркенштейн (слева) – изобретатель Breathalyzer – прототипа первого алкотестера с электронным управлением. 1978 – тестируется прототип Alcytron – первого алкотестера, оснащенного инфракрасным сенсором.
В 70-х годах появились первые приборы с инфракрасными сенсорами. Уже к 1978 году первые алкотестеры этого типа показали стабильную работу и довольно высокую точность измерений. Однако на результаты измерений первых приборов на основе ИК-сенсоров оказывали искажающее влияние летучие вещества, например, альдегиды, которые также могут присутствовать в выдыхаемом человеком воздухе.
В процессе измерения при помощи инфракрасного оптического сенсора источник света испускает инфракрасное излучение определенной длины волны, которое направляется через измерительную кювету на фотоэлемент. Когда измеряемый газ находится в кювете, он поглощает часть инфракрасного излучения, уменьшая силу сигнала, поступающего от фотоэлемента. Это позволяет точно определить концентрацию газа.
На фото алкометр Alcotest 7010 на основе инфракрасного оптического сенсора, который использовался только в лабораториях в 1980х гг. Справа: прибор показан в процессе применения.
Сегодня в некоторых моделях профессиональных алкотестеров используются ИК-сенсоры, однако данные приборы имеют высокую стоимость и значительно проигрывают приборам с другими типами сенсоров по соотношению цена/качество.
А тогда, в 1980-х, у пользователей появилось понимание, что требуются еще более быстродействующие и устойчивые к внешним факторам сенсоры.
В погоне за скоростью
Параллельно с инфракрасной технологией, в 1980 году был представлен полупроводниковый датчик на основе оксида олова. Эта измерительная ячейка уже могла использоваться для оснащения мобильного алкотестера. С этого момента измеренные значения можно было считывать на цифровом дисплее всего через несколько секунд после взятия пробы прямо на месте тестирования. В то же время приборы на основе такой технологии не отличались точностью и долговечностью. Сегодня подобными сенсорами оснащаются недорогие алкотестеры для персонального применения.
Важная новация – электрохимический сенсор
Следующим этапом развития тестирования на содержание алкоголя в человеческом организме стали электронные устройства с электрохимическими сенсорами, которые стали выпускаться с конца 1980-х годов, и они уже были близки по форм-фактору привычным современным устройствам.
В этих алкотестерах измерительная кювета заполняется определенным объемом выдыхаемого воздуха. В кювете этанол, содержащийся в выдыхаемом воздухе проверяемого человека, окисляется на наружном слое измерительного электрода, который действует как катализатор, вырабатывается ток, который служит сигналом для получения показаний. Электрохимический сенсор очень точно и избирательно реагирует на алкоголь, а это означает, что такие вещества как ацетон, которые также могут присутствовать в выдыхаемом воздухе, не искажают результат.
Премьера сенсора состоялась в 1988 году как основной компонент портативного алкотестера.
На фото: 1988 – Alcotest 7410 с электрохимическим сенсором. 1998 – Измерения Alcotest 7110, которые стали использоваться как доказательство в суде.
На сегодняшний момент решения на основе электрохимических сенсоров являются оптимальными с точки зрения точности измерений, долговечности и стоимости, поэтому они используются в большинстве профессиональных алкотестеров.
Благодаря разработкам электрохимических сенсоров и инфракрасных технологий, получившим широкое распространение к 1990 году, стали возможны последующие инновации в сфере контроля трезвости.
На фото: Alcotest 5510, вышедший в 2013 году, отличает улучшенная производительность датчика/IP-рейтинг. Лучший корпус и дисплей. * IP-рейтинг – классификация способа защиты, обеспечиваемого оболочкой технического устройства от доступа к опасным частям, попадания внешних твёрдых предметов и (или) воды и проверяемого стандартными методами испытаний. Регулируется стандартами IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254).
От точности измерения к удобству использования
Совершенствовались не только основные компоненты, обеспечивающие точное и быстрое измерение концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, но форм-фактор алкотестеров. Они становились со временем более компактными и эргономичными. В моделях, близких к современным, внедрялись функции для однозначной трактовки и дальнейшей работы с результатами проверки: например, цифровой полнотекстовый дисплей и функция электронной передачи данных. Для удобства документирования результатов измерений в комплекте с приборами стали поставляться портативные беспроводные принтеры, с помощью которых можно распечатывать результат, например, в виде чека.
В новейших модификациях показания генерируются на языке страны, в которой они применяются, что делает измерения интуитивно понятными для всех участников.
Устройства с электрохимическими сенсорами стали стандартным решением для предварительного тестирования, в большинстве стран мира сегодня практически каждая патрульная машина имеет на борту подобный прибор для измерения алкоголя.
«Предварительное тестирование» – это процедура, определенная «Административным регламентом МВД исполнения государственной функции по контролю и надзору за соблюдением участниками дорожного движения требований в области обеспечения безопасности дорожного движения» (ст. 126–135) и «Правилами освидетельствования лица, которое управляет транспортным средством», проводится сотрудниками ГИБДД.
Если после завершения процедуры на экране появится надпись: «Содержание алкоголя N мг/л», а водитель уверен, что он трезв, он может требовать медицинского освидетельствования, которое проводится в медицинском учреждении.
Не только на дороге, но и для промышленных предприятий
Являясь средствами измерения и медицинскими изделиями, алкотестеры с начала 2000-х годов широко используются в РФ службами ГИБДД для контроля трезвости водителей, в качестве профессиональных приборов для медицинского освидетельствования, проведения предрейсовых и предсменных осмотров, а также контроля трезвости персонала промышленных предприятий.
Сегодня быстрые, точные измерительные приборы, включающие электрохимические
сенсоры, являются самым современным оборудованием для названных выше целей. Высокая селективность (избирательностью по отношению к измеряемому веществу) является выдающимся практическим свойством электрохимических сенсоров. Селективность напрямую определяет точность измерений, а точность в контроле трезвости критически важна.
Значительную долю заказчиков таких алкотестеров составляют промышленные предприятия. У большинства компаний по всему миру за последние годы укрепилось понимание, что необходимо бороться за трезвость на рабочем месте.
Приборы для бесконтактного массового скрининга на алкоголь
Работа непрерывно велась и над модификациями расходных материалов, в частности над конструкцией мундштуков. В большинстве современных моделей алкотестеров они одноразовые, меняются перед началом каждого теста. Это золотое правило гигиены.
Для массовых экспресс-проверок по определению алкоголя требуются варианты, позволяющие протестировать на трезвость как можно больше людей в единицу времени. Примером прибора, который позволяет делать до 12 тестов в минуту без смены мундштука, является актуальная в нынешних условиях модель Alcotest 5000, данный алкотестер-индикатор имеет бесконтактный принцип действия.
Алкотестер этой модели предназначен для быстрого скрининга на алкоголь, в том числе персонала на предприятиях, пассажиров в аэропортах или посетителей массовых мероприятий. Гигиеничность и безопасность таких тестов обеспечены специальной запатентованной конструкцией мундштука-воронки.
Кстати, Alcotest 5000 занял второе место в конкурсе «Десятка инновационных СИЗ-2020», организованном Getsiz.ru.
На опережение: как алкотестеры перекочевали в транспортные средства
По запросу клиентов стали разрабатываться устройства, которые сегодня называют алкозамками или алкоблокираторами.
Алкотестер, встроенный в систему зажигания автомобиля, способен предотвратить управление транспортом в нетрезвом состоянии.
Во многих странах мира, помимо жёсткого законодательства, бескомпромиссного к пьянству за рулём, наиболее эффективным средством противодействия нетрезвому вождению является алкозамок. По решению суда или иного уполномоченного органа алкозамок может на определённый срок устанавливаться в личные автомобили нарушителей, если они хотят продолжать использование своего ТС. Об этом в их водительском удостоверении делается соответствующая отметка.
Первые алкозамки появились в Северной Америке, когда в компанию обратился клиент с просьбой разработать «алкотестер, встроенный в автомобиль». Затем алкозамки получили распространение в странах Европы и теперь являются частью национальных программ по снижению травматизма и повышению безопасности на дорогах.
На фото: 2014 – алкозамок Interlock 7000.
Как только речь заходит о решениях для контроля чего-либо, которые человек применяет в повседневной деятельности и часто оставаясь один-на-один с прибором, у широкой публики сразу возникает мнение, что найдется способ его обмануть. В этом вопросе на первый план выходит качество и функционал оборудования. Например, в алкозамках Dräger Interlock учтен более чем 65-летний опыт разработок оборудования для контроля трезвости, в том числе решен вопрос попыток обмана прибора с помощью, например, насоса или воздушного шарика, которые сейчас довольно активно обсуждаются. Благодаря множеству датчиков и «умному» алгоритму тестирования, алкозамок Interlock способен отличать выдыхаемый человеком воздух от имитации с помощью подручных средств по целому ряду параметров. Кроме того, все манипуляции фиксируются в памяти прибора, и информация о них может быть передана заинтересованным лицам (правоохранительные органы, надзорные структуры государственной власти, диспетчерам и специалистам по ОТ и ПБ промышленных предприятий и т.п.).
Распространение технологии алкотестеров в мире
Почему технологии на основе электрохимических сенсоров для контроля трезвости получили широкое распространение? Проблема управления транспортом и технологическим оборудованием в состоянии алкогольного опьянения носит глобальный характер. Годы эволюции решений для проверки на алкоголь привели к созданию компактных, быстродействующих, точных и избирательных алкотестеров. Помимо надежности и стабильности их работы, современные приборы, определяющие уровень концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе с точностью до трех знаков после запятой, отличаются гигиеничностью, долговечностью, однозначностью предоставляемых результатов. Они являются на данный момент самым эффективным инструментом для контроля трезвости и снижения травматизма по этому фактору.
В следующих выпусках «Академии трезвости» мы расскажем о том, как в сегодняшних условиях эффективно контролировать трезвость персонала на предприятиях различных отраслей.
Все выпуски Академии трезвости.
(16 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
