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搜寻装备:生命探测仪种类、性能及使用维护

发布时间:2018-08-28 11:33 文章来源:网络(转载请注明)

  快速有效地搜寻幸存者,是消防部队处置火灾和各种灾害现场的首要任务。目前,国内外用于消防搜寻的装备主要有:红外热像仪和生命探测仪等。生命探测仪又包括音频生命探测仪、视频生命探测仪和雷达生命探测仪等品种。

  一、红外热像仪

  手持式红外生命探测仪

  红外热成像产品,可以分为制冷型和非制冷型两大类。目前最先进的红外热成像仪,其温度灵敏度可达0.05℃。无论白天、黑夜均可用来探测隐蔽的物体,其距离可达百米之遥。这种装置可以被消防员操持在手中直接观察,也可以戴于头部或安装在头盔上进行观察。即使在烟幕缭绕及视野全部被遮挡的情况下,成像效果也不会受到影响。

  消防用红外热成像仪为非制冷型,按照其应用方式分为救助型热像仪和检测型热像仪。救助型热像仪一般在红外方式下具有白热、黑热、伪彩色三种显示模式,具有温度测量、耗电显示、图像降噪功能和在特定环境温度(如高温)持续工作的能力及较高的外壳防护等级。

  救助型热像仪主要用于消防救援中的火情侦察、人员搜救、辅助灭火和火场清理等,特别适用于协助消防员在浓烟、黑暗、高温等环境条件下进行灭火和救援作业。检测型热像仪一般应用于电气设备、石化。

  1.工作原理

  红外热像仪是利用大家周围的物体,都会不停地发出热红外线的原理,来探测超过人类肉眼不能直接探测到的可见光范围以外的物体。利用探测仪测定目标本身和背景之间的红外线差可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图像。目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所看到的目标可见光图像,而是目标表面温度分布图像。换句话说,红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

  2.结构

  红外热像仪由镜头组件、机芯组件、显示设备和电源组成。

  3、主要技术性能

  (1)基本参数

  ①采样帧速率:≥25帧/s。

  ②探测器类型:一般采用非制冷焦平面探测器。

  ③工作波段:8μm~14μm。

  ④使用环境要求:工作环境温度:-10℃~+50℃。特定工作环境温度:>50℃且≤260℃。工作环境湿度:≤85%(40℃)。存贮环境温度:-30℃~+60℃。存贮环境湿度:≤93%(40℃)。

  (2)功能要求

  ①显示功能:在红外方式下,具有白热、黑热、伪彩色三种显示模式,具有温度测量值、电池耗量比例显示功能。

  ②图像冻结功能(救助型热像仪可不具备)。

  ③图像存储功能(救助型热像仪可不具备)。

  ④图像降噪功能。

  ⑤真实还原所摄热像功能(救助型热像仪可不具备)

  ⑥操作提示功能:具备中文的操作菜单或提示功能(救助型热像仪可不具备)。

  ⑦修正功能:输入目标距离、目标发射率、环境温度、相对湿度后,自动计算修正大气透过率和目标表面发射率对测量结果的影响(救助型热像仪可不具备)。

  (3)性能要求

  ①质量:≤3kg(包括电池)。

  ②空间分辨力:救助型热像仪:(3~4)mrad。检测型热像仪:≤2.5mrad。

  ③噪声等效温差(NETD): 环境温度在23℃±5℃,焦距50mm,F数为1时,NETD≤0.2K。 ④测温范围:-20℃~+500℃。

  ⑤允许误差:救助型热像仪:±10℃或测量值(℃)的±10%。检测型热像仪:±2℃或测量值的±2%。

  ⑥温度漂移:≤2℃或黑体设定温度的2%。

  ⑦连续稳定工作时间:≥2h。

  ⑧特定环境温度持续工作时间(对于救助型热像仪而言):80℃时,30min。120℃时,10min。260℃时,5min。

  ⑨外壳防护等级:救助型热像仪应达到IP67,检测型热像仪应达到IP54。

  ⑩环境适应性:红外热像仪应具有一定的耐高温、耐低温、耐湿热、耐振动、耐冲击和抗跌落性能。

  另外对于救助型热像仪还应具有模拟火灾现场成像性能,即能在浓烟中清晰地观察到目标体的图像。

  4、使用方法

  安装电池盒打开电源开关,待自检完毕后方可进行使用。

  5.维护保养与注意事项

  ①操作中严禁将热像仪与其它东西碰撞。

  ②仪器较长时间停止使用时,应将电池从仪器中取出,以免电池泄漏。

  ③仪器应轻拿轻放,储存在干燥通风的空间,

  避免潮湿、高温环境存放。

  ④尽量避免长时间直接观测燃烧或熔化的金属、熔化的玻璃、高压电弧和太阳等目标。

  ⑤禁止使用易磨损的布料或任何有机溶剂对设备进行清洗。

  ⑥禁止使用高压水蒸汽对仪器进行清洗,电池外壳或电池接触面上的任何受侵蚀或难以清除的污渍可以使用橡皮擦进行擦除。

  ⑦红外热像仪是一种精密仪器,非专业技术人员和维修人员不得擅自拆卸。

  二、音频生命探测仪

  新一代音视频生命探测仪

  音频生命探测仪是一种声波探测仪,它采用特殊的微电子处理器,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、瓦砾或其他固体下的幸存者,能准确识别来自幸存者的声音如呼喊、拍打、划刻或敲击等。还可以将周围的背景噪音做过滤处理。

  一个音频生命探测仪可以连接多个音频传感器,下图是一种具有全方位音频传感器的生命探测仪,可同时接收2、4或6个传感器信息,可同时波谱显示任意两个传感器信息,并配备有小型对讲机,能同幸存者对话。

  音频生命探测仪得主要技术性能为:

  ①探测频率:1Hz~3000Hz。

  ②工作时间:6节1号充电电池,可工作24小时。

  ③外接直流输入:10.8V~28.8V。

  ④储存温度:-40℃~+70℃。

  ⑤工作温度:-30℃~+60℃。

  ⑥质量:≤20kg。

  三、视频生命探测仪

  水下视频生命探测仪

  视频生命探测仪,是一种在倒塌的建筑物下和狭窄的空间中,搜寻遇难者的特殊工具。它可通过高清晰视频和音频信号,向搜救人员提供废墟下的受害者信息。

  1.设备构成

  视频生命探测仪一般由探测镜头、探测杆、插拔式微型液晶显示器、耳机、话筒和连接电缆等组成。探测杆可自由伸缩,尤其适合多层废墟探测;顶部的探测镜头可通过手柄进行180°旋转。探测镜头周围有16个冷光发光二极管,在全黑暗背景下,其可视距离最大可达3m。

  2.主要技术参数

  (1)探测镜头:1/4英寸彩色CCD,380线以上,自动虹膜。

  (2)照明灯:16只白色发放二极管。

  (3)显示器:5英寸插拔式TFT高清晰液晶显示器。

  (4)控制系统:单按钮开关、照明控制。

  (5)镜头调整:左右旋转180°。

  (6)探测杆:可伸缩800mm~1200mm。

  (7)探测杆重量:2kg(带显示器)。

  (8)镜头外径:43mm。

  (9)可视角度:230°。

  (10)电池:2节铅封酸蓄电池,电容量2.5Ah。

  (11)连续工作时间:≥2h。

  (12)充电时间:22h。

  (13)工作温度:-10℃~+60℃。

  3.使用方法

  救援人员将整套装备穿上身,头戴耳机,左手握住摇杆,右手按着控制柄,摇杆上的显示器便能清晰地显示前方图像;探测仪探头处安装的摄像头可自动旋转,一旦救援地光线暗淡,还可以打开照明灯。作为一种专业生命搜寻工具,非常适合倒塌建筑物或狭窄空间的救援搜寻作业。

  4.维护与保养

  ①探测仪不用时应将电池取出,否则探测仪将处于待机状态, 影响电池的持续供电时间。

  ②电池每次充电前应将电池充分放电。长期不用应定时充放电,以延长电池使用寿命。

  ③摄像头表面应用专用镜头纸或干软布进行擦拭。

  ④话筒和显示器不能在雨天使用,若需使用,要做好防潮措施。

  ⑤使用前应认真阅读使用说明书,掌握操作方法和仪器功能。

  5.保存要求

  ①探测仪应保存在清洁、干燥及通风良好的室内环境中。

  ②探测仪要避免日光直射,远离热源。

  四、雷达生命探测仪

    雷达生命探测仪

  雷达探测仪多采用一种新兴的前沿性技术---非接触生命探测技术。它是借助于电磁波穿透遮挡介质,像雷达一样,探测生命信息,从而达到寻找存活者的目的。它通过检测人体生命活动所引起的各种微动,得到呼吸、心跳的有关信息,从而辩识有无生命体。

  雷达生命探测仪,融合超宽频谱雷达技术、生物医学工程技术于一体,穿透能力强,能探测到被埋生命体的呼吸、体动等生命特征,并能精确测量被埋生命体的距离深度,具有强的抗干扰能力。与光学、红外和音频探测技术相比,不受环境温度,热物体和声音干扰的影响,具有广泛的应用前景。雷达生命探测仪(如图4-2-20所示)应用了超宽频技术,在搜索被困于废墟中的幸存者时,可以穿透4m至6m的混凝土,探测到20m距离、216m3空间内微弱的呼吸和运动,具体穿透深度取决于现场表面材料,理想情况下可达10m以上甚至更深,但它的探测信号不能穿透金属障碍物。雷达生命探测仪不受其他无线设备的影响也不影响其他无线设备,它本身通过无线传输把探测结果传至救援人员手中的控制器。 雷达生命探测仪的信号功率不到手机的1%,非常安全。在使用时不需要导线和探头,无须钻孔和防水,而且不受天气影响。雷达生命探测仪可多个系统同时使用。它是目前世界上最先进的生命探测仪。

  1.工作原理

  雷达生命探测仪是基于电磁波调制原理进行工作的,探测仪的发射器(TX)连续不断地朝可能埋有幸存者的方向发出射频信号,该信号通过被埋幸存者的动作得到调制后被反射回来。呼吸和心跳引起的胸腔运动已能产生足够设备进行探测的信号调制。经调制的信号由接收器(PX)接收后得到再解调,并被传输到计算机上进行进一步的分析。经预处理的信号的 调制内容被转换成光谱,并在测量计算机上得以显示。

  2.性能要求

  ①中心频率为270MHz~500MHz。

  ②时窗为1ns~5000ns。

  ③最小时间分辨率为≤10ps。

  ④灵敏度:-70dB~-110dB。

  ⑤可测距离:自由空间:30m。深度:10m。

  ⑥距离分辨率达100mm。

  ⑦工作温度范围:-20℃~40℃。

  ⑧重量:≤10kg,包括电池重量。

  ⑨连续工作时间:≥4h。

  3.维护、保养与保存

  雷达生命探测仪的维护、保养与保存可参考其它生命探测仪的要求进行。

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