生命探测技术的原理及现状

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1、生命探测技术的原理及现状从上个世纪开始，陆续有国家开始进行生命探测技术的研究。一般说来，生命探测仪是根据电磁波、声波、光波等物理学原理，通过专用的传感器将物理信号转换电信号，再经过过滤放大后，输出可视或可听信号，组成的能搜索、探测、寻找生命的仪器设备[1]。生命探测仪按探测功能分类，可分为直接生命探测仪、间接生命探测仪；按探测方法分类可分为有源生命探测仪、无源生命探测仪；按探测环境分为陆地探测、水下探测生命探测仪等。在探测仪研究方面，美国与德国的起步较早，发展较为全面和系统。日本岛国因为是地震灾害的多发国，其针对地震救援的探测技术发

2、展较为迅速。俄罗斯的技术也较为先进。我国从2000年后才逐步加大了这个方面的研究，目前也只是处于起步阶段。1音、视频生命探测仪音频生命探测仪应用了音频声波的基本原理。被困者呻吟、呼喊、爬动、敲打等发出音频声波或震动波，被高敏感度的传感器探头接收、过滤、放大，可以直接被救援者收听[2][3]。音频生命探测仪现已发展到第四代产品。世界上已有美国、英国、法国、日本、新加坡、以色列等10多个国家的消防救援人员，正在使用音频生命探测器寻找被困的生命。如美国的80M287612迷你型音频生命探测仪，探测频率为1~3000Hz，可同时接收2个传感

3、器信息，同时波谱显示两个传感器信息，并且配备了小型对讲机，能与被困者直接对话。在市场上较多使用的是法国产的音频生命探测仪。如图1.1所示，该仪器通过两个极灵敏的音频震动探测仪，能够识别在空气或固体中传播的微小震动，适合搜寻被困在混凝土、瓦砾或者其他固体下的幸存者，并可通过音频传输系统与被掩埋的人员建立联系。仪器使用两个音频滤波器，可以将周围的背景噪音做过滤处理，能够有效屏蔽来自救援现场的重型卡车或者其他重型机械所产生的噪音。由于音频生命探测仪是一种被动接收音频声波的仪器，因此，该类型探测仪存在一定的局限性，容易受到现场噪音的影响，探

4、测速度较慢。视频生命探测主要是利用摄像头进行可视性探测，可简单地理解为“胃镜”，通过探头伸入灾害现场细小缝隙，可以直观地发现被困人员[1]。由于成像单元的像素高低、探头的直径大小、探杆长度、探头能否转动的不同，适用的范围不一样，价格也不一样。救援所用的视频类生命探测仪，大都是法国产全视视频生命探测仪。该探测仪坚固轻便，非常合适倒塌建筑物或狭窄空间的救援搜寻作业。仪器通过高清晰视频信号，向救援人员提供废墟下被困者信息。其灵敏的0.1LUX专业摄像头，可在完全黑暗的环境下迅速捕捉2m远的清晰画面，镜头可360度旋转。仪器配有三方通话系统

5、，可通过翻译人员有效安抚被困者。我国在音视频结合方面起步晚，但善于学习外国先进技术，其自主研发的DVL-360全角度音视频生命探测器，性能也比较好，价格要比国外产品便宜，实物如图1.2所示。DVL-360全角度音视频生命探测仪外观小巧、适合在倒塌建筑物或狭窄空间的救援搜寻作业。探测仪通过高清晰视频和音频信号，探听到废墟下的受害者信息，并建立视听联系。使用方便，直观。音频探测使用高灵敏度音频采集系统，探测范围12m2。视频探测范围在全黑暗条件下，探头可360o旋转。该仪器充电电池可连续使用4小时以上。视频生命探测仪必须要求现场有或大或

6、小的孔洞、裂缝等，才能将探头伸入观察到内部的情况，光纤探头容易被泥土等污染而造成图像不清，因此在使用中也受到一定的限制。视频生命探测仪多与音频生命探测制成一体，综合使用，效率比较差，一般只用于确定已发现幸存者的具体位置情况。2红外生命探测仪红外生命探测仪能经受住救援现场的恶劣条件，探测出遇难者身体的热量，利用红外探测器、光学成像物镜将红外辐射能转换成电信号，经处理后通过电视屏或监测器显示红外热像图，从而帮助救援队员很快确定被埋在废墟底下或隐藏在尘雾后面的遇难者的位置,有“天使的眼睛”之称[4]。目前红外生命探测仪的技术比较成熟，价格

7、也相对较低，良好的性价比促使它普遍装备于各国的抢险救援部门，应用广泛。第二次世界大战后，美国德克萨兰仪器公司经过近一年的探索，开发研制了第一代用于军事领域的红外成像装置，称之为红外寻视系统（FLIR）。20世纪60年代早期，瑞典AGA公司研制成功第二代红外成像装置，该装置在红外寻视系统的基础上增加了测温的功能，称之为红外热像仪。几经改进，1988年推出的全功能热像仪，将温度的测量、修改、分析、图像采集、存储合于一体，仪器的功能、精度和可靠性都得到了显著的提高。2004年，俄罗斯莫斯科同立大学研究成功了一种亚毫米波热成像仪[3]。亚毫

8、米波仍属于热波，但性能独特，可以穿透普通红外线所不能穿透的墙壁等障碍物，该系统利用照相平板印刷技术将普通的半导体材料做成饼状分层结构。如此设计可俘获障碍物后目标发出的亚毫米波，从而进一步转换成图像。现阶段使用的红外生命探测仪，有美国的