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浅谈地震救援科技利器-生命探测仪

发布时间:2018-09-01 15:01 文章来源:网络(转载请注明)

  5·12汶川大地震后的废墟中,一个个鲜活的生命正在为生存而顽强地拼搏、与死神努力地抗争,如何快速地搜救废墟下奄奄一息的伤员,成为救灾的焦点和难点。随着时间的推移,生命迹象也越来越弱。救援人员为了能及时发现废墟下的伤员,使用了一种高科技救生仪——专用于搜救被困人员的“生命探测仪”。通过这种探测仪,不论其是否清醒、昏迷、身陷瓦砾堆或躲在集装箱中,都可透过混凝土、砖、雪、冰、泥浆甚至水,探测人力无法到达的区域是否还有生命迹象,从而实施救援。

  汶川地震救援中应用最多的是三类生命探测仪:光学生命探测仪,可把废墟看得清清楚楚。热红外生命探测仪,在黑暗中也能工作。声波生命探测仪,能探寻微弱声音,即便被埋者被困在一块相当严实的大面积水泥楼板下,只要心脏还有微弱的颤动,探测仪也能感觉出来。

  生命探测仪是美国超视安全系统企业于2005年新近推出的一种安全救生系统。著名物理学家,麻省理工学院博士大卫·席思(DavidCist)创造性地将雷达超宽频技术(UWB)应用于安全救生领域,从而为该领域带来一项革命性的新技术。

  适合于地震、坍塌、建筑物倒塌下的废墟救援,适用于消防、市政、矿山救护等机构。海巡署、海关、边界、港口、安检人员可侦测货柜夹层是否有偷渡人员。

  一、生命探测仪的含义和分类

  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。

  大家一般将生命探测仪分为:音频、视频和雷达,最新《城市消防站建设标准 Ⅱ是按此分类,前两种为特勤站必配,后者为选配。这主要是按传感器类型分类的:

  1.音频生命探测仪(包括声波、震动波);

  2.视频生命探测仪(包括光学、光纤、红外);

  3.雷达生命探测仪(包括成像、非成像);

  4.气敏生命探测仪(如二氧化碳检测仪);

  5.其它形式生命探测仪(如磁场形式等)。

  如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.. 其中的气敏生命探测仪(如二氧化碳检测仪)根据人体呼出二氧化碳的原理,搜索现场当固定空间内气体浓度上升到1100ppm(1 1%)以上时,就可以测到可能有人或动物存在的信号,用于狭窄的比较封闭的空间生命搜寻,不能用于火场事故现场,不能用于开放的空间;红外视频生命探测仪(大家一般称热像仪),只能探测到有发热源的人或物体,不能有物体隔挡,使用范围狭窄,其它类型的生命探测仪比较少见,在此不作先容。2004 年解放军第四军医大学研制出雷达生命探测仪,探测距离30—50米,穿透实体砖墙可达2-3米。

  以下主要先容最常见的音频、视频和雷达生命探测仪。

  二、音频、视频或二合一生命探仪

  1.音频生命探测仪包括声音与震动两种声波探测 器械点将台结构的探测。目前市场上的音频生命探测仪大多将声波传感器与震动传感器通常结合在一部主机中,既可以接收声波又可以接收震动波,提高了搜寻效率。缺陷:音频生命探测仪也容易受到周围环境中各种燥声的干扰。虽然能过滤环境噪声,但至少在灾害现场呼救者和施救者发出的声音和震动,机器是无法区别开来的。

  2.视频生命探测仪,可简单地理解相当于“胃镜”,通过探头伸人灾害现场细小缝隙,可以直观地发现被困人员。由于成像单元的像素高低、探头的直径大小,探杆长度,探头能否转动等不同,适用的范围不一样,价格也不一样。视频生命探测仪是唯一可以发现尸体的生命探测仪,但必须要求现场有或大或小的孔洞、裂缝等,才能将探头伸人观察到内部的情况,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。

  3.二合一生命探测仪,综合了音频和视频两种探测技术,吸取了两者的优点,但没能克服两者对现场环境要求高的缺陷。

  三、雷达生命探测仪

  最常见的、媒体先容最多的两种生命探测仪,DKL 生命电磁波探测仪(以下简称DKL),“莱福”雷达生命探测仪(以下简称莱福),均为美国产品。

  DKL在许多资料中也称为雷达生命探测仪,通过被动接收人体器官的低频电波。莱福是由雷达发射机发射和接收电磁波,两者均无须有孔洞和裂缝,在被物质隔离、覆盖的情况下,仍可发现受困者,但两者是有很大差别的:

  1.DKL 是一种手持式生命电磁波探测仪,利用人类心脏或身体所发出的3—17Hz的低频率电波,被仪器放大接收,从而探测到人体生命的目标。体积小,重量不足l公斤,使用长天线时,探测距离最远可达500米,但只可侦出天线左右2度夹角范围内生命特征,对于地下探测深度没有详细说明,且无法确定被困者的准确位置。它更适合用于军事、海关、边防、监狱等方面(如探测货柜、集装箱、车辆内部是否夹藏人员等用途),也可用于倒塌、倾斜建筑物中有无生命迹象的确认,但由于各方面原因,在实际应用中,效果不明显。

  2.莱福是由雷达发射机产生电磁波能,传输给天线(天线既能发射电磁波又能接收电磁波),形成定向传播电磁波能的波束,人体呼吸引起胸腔胀大收缩、心脏本身的跳动,使波束发生变化,接收器接收后过滤一些背景干扰,某些特有的波谱经由计算机App分析处理,在掌上电脑显示屏显示,最后判断接收的信息是否为人生命体 (老鼠、蛇等的信息是被过滤了的)。搜索范围大,探测角度为120度,在废墟瓦砾中探测深度为4.6米内的呼吸活动及6米内的移动(更大的深度需要提高输出雷达波的功率,但过大会对人体造成伤害)。不足之处是雷达波不能穿透大面积纯的金属板(钢筋混凝土可以穿透)。总体来说,科学技术延长了大家的视觉和听觉。

  在不同的环境、不同的领域,各种生命探测仪各有优势、各有所长,再先进的装备,也不是万能的,操作人员的经验和熟练程度也是一个很大的影响因素。

  最后:生命侦测仪是通过测试被探测者的呼吸运动或者移动来工作的。由于呼吸的频率较低,一般每分钟16次,就可以把呼吸运动和其他较高频率的运动区分开来。在汶川大地震的搜救中,中国及世界各国的专家,利用生命探测仪进行探测,搜救出数万名被困的遇难同胞。其中搜救出的掩埋时间最长的同胞为216个小时!这把科技利器在汶川大地震的搜救中,发挥了不可磨灭的作用!

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