生命探測儀是近年發(fā)展起來的新技術(shù),是一種用于探測生命跡象的高科技援救設(shè)備。生命探測儀之所以能在災(zāi)難現(xiàn)場大顯身手,是因為只要是生命,身體之中就會有著許多特別的生命信息,這些生命信息會通過各種能量方式表現(xiàn)出來。生命探測儀正是通過探測這些不同的能量信息而判斷出現(xiàn)在屏幕上的不同生命形式的。由于在災(zāi)難援救中的巨大作用,生命探測儀被稱為是挽救生命的天使。目前常用的有紅外生命探測儀、音頻生命探測儀和雷達(dá)生命探測儀三類。
紅外生命探測儀
任何物體只要溫度在絕對零度以上都會產(chǎn)生紅外輻射,人體也是天然的紅外輻射源。但人體的紅外輻射特性與周圍環(huán)境的紅外輻射特性不同,紅外生命探測儀就是利用它們之間的差別,以成像的方式把要搜索的目標(biāo)與背景分開。人體的紅外輻射能量較集中的中心波長為9.4μm,人體皮膚的紅外輻射范圍為3~50μm,其中8~14μm占全部人體輻射能量的46%,這個波長是設(shè)計人體紅外探測儀的重要的技術(shù)參數(shù)。
紅外生命探測儀能經(jīng)受救援現(xiàn)場的惡劣條件,可在震后的濃煙、大火和黑BNNH3Sy4g0Kzn9twp3sYcQ==暗的環(huán)境中搜尋生命。當(dāng)紅外生命探測儀探測出遇難者身體的熱量時,光學(xué)系統(tǒng)將接收到的人體熱輻射能量聚焦在紅外傳感器上后轉(zhuǎn)變成電信號,處理后經(jīng)監(jiān)視器顯示紅外熱像圖,從而幫助救援人員確定遇難者的位置。
紅外探測設(shè)備最早應(yīng)用于軍事,并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷改進。1988年瑞典推出的全功能熱像儀能將溫度的測量、修改、分析及圖像采集、儲存合于一體,并利用這一技術(shù)研制出便攜式全功能熱像儀,主要用于軍事偵察。隨著社會的發(fā)展,各國都開始重視研制用于減少各種災(zāi)害造成的人員傷亡的技術(shù)設(shè)備,紅外探測技術(shù)也由軍用轉(zhuǎn)變?yōu)榫仍畠x器——紅外生命探測儀。
音頻生命探測儀
音頻生命探測儀應(yīng)用了聲波及震動波的原理,采用先進的微電子處理器和聲音/振動傳感器,進行全方位的振動信息收集,可探測以空氣為載體的各種聲波和以其他媒體為載體的振動,并將非目標(biāo)的噪音波和其他背景干擾波過濾,進而迅速確定被困者的位置。高靈敏度的音頻生命探測儀采用兩級放大技術(shù),探頭內(nèi)置頻率放大器,接收頻率范圍為1~4000Hz,主機收到目標(biāo)信號后再次升級放大。這樣,它通過探測地下微弱的諸如被困者呻吟、呼喊、爬動、敲打等產(chǎn)生的音頻聲波和振動波,就可以判斷生命是否存在。
音頻生命探測儀是一套以人機交互為基礎(chǔ)的探測系統(tǒng),包括信號的檢測、監(jiān)聽、選取、儲存和處理等幾個方面。在研制過程中的關(guān)鍵技術(shù)包括:高靈敏度傳感器的研制;通過對聲波和震動波數(shù)理模型的研究確定信號有效性的判據(jù)和有效信號源位置的判定。由于音頻生命探測儀是一種被動接收音頻信號和振動信號的儀器,救援時需要在廢墟中尋找空隙伸入探頭,容易受到現(xiàn)場噪音的影響,探測速度較慢。
雷達(dá)生命探測儀
雷達(dá)生命探測儀是融合雷達(dá)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)于一體的生命探測設(shè)備。它主要利用電磁波的反射原理制成,通過檢測人體生命活動所引起的各種微動,從這些微動中得到呼吸、心跳的有關(guān)信息,從而辨識有無生命。雷達(dá)生命探測儀是目前世界上最先進的生命探測儀,它主動探測的方式使其不易受到溫度、濕度、噪音、現(xiàn)場地形等因素的影響,電磁信號連續(xù)發(fā)射機制更增加了其區(qū)域性偵測的功能。
超寬譜雷達(dá)生命探測儀是該類型中最先進的一種。它的穿透能力強,能探測到被埋生命體的呼吸、體動等生命特征,并能精確測量被埋生命體的距離深度,具有強的抗干擾能力,不受環(huán)境溫度、熱物體和聲音干擾的影響,具有廣泛的應(yīng)用前景。超寬譜雷達(dá)生命探測儀具有很大的相對帶寬(信號的帶寬與中心頻率之比),一般大于25%,檢驗人體生命參數(shù)是以脈沖形式的微波束照射人體,由于人體生命活動(呼吸、心跳、腸蠕動等)的存在,使得被人體反射后的回波脈沖序列的重復(fù)周期發(fā)生變化。如果對經(jīng)人體反射后的回波脈沖序列進行解調(diào)、積分、放大、濾波等處理并輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理和分析,就可以得到與被測人體生命特征相關(guān)的參數(shù)。
超寬譜雷達(dá)生命探測儀用于震區(qū)生命探測具有穿透力強、作用距離精確、抗干擾能力強、多目標(biāo)探測能力強、探測靈敏度高等優(yōu)點,探測距離可達(dá)30~50m,穿透實體磚墻厚度可達(dá)2m以上,可隔著幾間房探測到人,并具有人體自動識別功能,在生命探測領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。與紅外生命探測儀、音頻生命探測儀相比更實用,因此成為研究的熱點。
編輯/梁宇清