產(chǎn)品中心 應(yīng)用方案 技術(shù)文摘質(zhì)量保證產(chǎn)品選型 下載中心業(yè)內(nèi)動態(tài) 選型幫助 品牌介紹 產(chǎn)品一覽 聯(lián)系我們
- 茂縣救援中的生命探測儀
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2017/10/25
6月24日5點(diǎn)45分,四川省阿壩州茂縣疊溪鎮(zhèn)新磨村新村組富貴山山體突發(fā)高位垮塌?逅搅烤薮,約800萬立方米,堵塞河道約2公里。 有62戶120余人被掩埋。經(jīng)專家現(xiàn)場踏勘初步分析,這是一起降雨誘發(fā)的高位遠(yuǎn)程崩滑碎屑流災(zāi)害。
災(zāi)難前后現(xiàn)場對比圖:
阿壩消防支隊(duì)指揮中心接到茂縣疊溪鎮(zhèn)的報(bào)警后,隨即調(diào)集了茂縣周邊的松潘、理縣、汶川、黑水等縣消防隊(duì)以及支隊(duì)特勤中隊(duì)官兵趕赴現(xiàn)場。并同時(shí)迅速報(bào)告省消防總隊(duì),啟動應(yīng)急預(yù)案,調(diào)動600名官兵抵達(dá)事故現(xiàn)場,求援分成6個(gè)點(diǎn),分別用搜救犬和生命探測儀開展搜救。
救援人員用生命探測儀尋找生命跡象:
生命探測技術(shù)是近代發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù),主要用于廢墟中發(fā)現(xiàn)存活者及尋找清理戰(zhàn)場時(shí)的傷員。在2008年四川汶川強(qiáng)烈地震災(zāi)害后,在歷時(shí)十余天的艱苦救援過程中,生命探測儀經(jīng)歷了嚴(yán)峻的性能考驗(yàn),在整個(gè)救援過程中先后確定了近三十處廢墟中具有生命信息的報(bào)告,經(jīng)過消防官兵的奮力搶救,成功救出被困人員二十一名,為挽救受災(zāi)群眾生命作出了重大貢獻(xiàn)。
生命探測技術(shù)
生命探測技術(shù)是一項(xiàng)用來探測人類生命體并確定其狀態(tài)的新技術(shù),一般要求能過穿透遮擋物,能夠探測人類生命特征,F(xiàn)在國際上“生命探測技術(shù)”按探測原理主要可分為音頻探測、視頻探測、雷達(dá)式探測等。而雷達(dá)式生命探測技術(shù)因其具有非接觸、穿透力強(qiáng)、能精確定位探測的特點(diǎn),使其成為目前最具活力和潛力的生命探測技術(shù)之一。
生命體中存在許多種可被外界感知的生命信號,這些信號通常以特定能量形式出現(xiàn)在人體外部,如聲音信號、紅外信號、光信號以及電磁信號等。這些頻率不同的信號會以波的形式向外傳播,生命探測儀正是通過探測這些不同形式的波,進(jìn)而判斷不同生命形式及其所在 的具體位置。
根據(jù)是否發(fā)射波形,生命探測技術(shù)可以分為:有源生命探測技術(shù)和無源生命探測技術(shù)。
有源生命探測技術(shù)通過主動發(fā)射電磁波,根據(jù)人的呼吸、心跳等生理特點(diǎn),從反射回來的電磁波中探測是否存在生命,如雷達(dá)生命探測儀。
無源探測主要是根據(jù)人體輻射的能量與背景能量的差異,或者人體發(fā)出的聲波或震動波等進(jìn)行被動的式的探測,如紅外生命探測、音頻生命探測等。
無論是有源生命探測技術(shù)還是無源生命探測技術(shù),都是將生命信息(如心跳,脈搏,呼吸等)以各種能量的形式外化,如聲波、電波、光波、紅外輻射等,所以生命探測裝置一般框圖為:
因此,生命探測儀按探測功能分類,可分為直接生命探測儀、間接生命探測儀;按探測方法分類可分為有源生命探測儀、無源生命探測儀;按探測環(huán)境分為陸地探測、水下探測生命探測儀等。
生命探測儀的種類
1、音頻生命探測儀
聲波是在彈性介質(zhì)中傳播的壓力振動,是一種球形的陣面波,它能在空氣、水、金屬、木材等彈性介質(zhì)中傳遞。音頻生命探測儀應(yīng)用其傳播原理,采用振動傳感器和微電子處理器,對災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行全方位振動信息收集,可探測空氣、水、金屬、木材等介質(zhì)的振動幅度,并排除周圍環(huán)境引起噪音干擾波,快速判定被困人員位置。音頻生命探測儀探頭內(nèi)裝有高靈敏度傳感器,用于探測振動頻率為1~4000Hz的振動信號,音頻探頭內(nèi)部裝設(shè)有頻率放大器,可增強(qiáng)接收到的外部信號強(qiáng)度,主處理器對接收到的放大信號再次進(jìn)行放大增強(qiáng),這樣大大增強(qiáng)了探測靈敏度,可發(fā)現(xiàn)微弱的振動信號。音頻生命探測系統(tǒng)主要包括信號采集、 數(shù)理建模、信號檢測與選取、聲源定位和音頻輸出等幾個(gè)模塊。
2、紅外生命探測儀
正常情況下,物體都會產(chǎn)生紅外輻射,每種物體產(chǎn)生的紅外輻射具有自身的特點(diǎn)。人 體產(chǎn)生的紅外輻射與周圍環(huán)境產(chǎn)生的紅外輻射是有明顯區(qū)別的,利用這點(diǎn)可以以成像的方式把人體與周圍環(huán)境區(qū)別開。紅外生命探測儀就是利用這一點(diǎn)來探測生命體的存在。人體紅外輻射的中心波長約為9.4μm,皮膚的紅外輻射范圍約為3-5μm,8-14μm波段紅外輻射能量占人體全部輻射總量的46%,紅外生命探測儀正是根據(jù)這個(gè)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。紅外生命探測儀配備熱紅外探頭,通過探頭采集被困人員的身體熱輻射能量,然后利用光學(xué)系統(tǒng)將采集到的能量聚焦在紅外傳感器上,紅外信號轉(zhuǎn)變成電信號后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,最后,處理結(jié)果經(jīng)過圖像合成,再經(jīng)顯視器輸出紅外熱像圖,進(jìn)而給搜救隊(duì)員指出壓埋人員的大致位置。
3、雷達(dá)波生命探測儀
生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)相融合形成了雷達(dá)生命探測設(shè)備。根據(jù)HAETC ( 休斯高級電磁技術(shù)中心 ) 對電磁波在多種介質(zhì)中穿透特性的測量研究可知:頻率介于l~10GHz的電磁波在穿過混凝土墻體時(shí)衰減很小,而且電磁波頻率越低,衰減越少。頻率為8GHz的電磁波穿過普通混凝土墻體后衰減大約為10dB,頻率為2GHz的電磁波穿過普通混凝土墻體后衰減低于5dB。因此,利用頻率低于10GHz的電磁波可對磚塊和混凝土構(gòu)筑的墻體進(jìn)行穿透探測,該頻段的電磁波穿透墻體后仍可探測數(shù)十米距離范圍內(nèi)被困人員的呼吸、心跳和移動等生命體征信息口。雷達(dá)生命探測儀主要利用電磁波的反射原理制成,由雷達(dá)天線定向集中地發(fā)射電磁波;該電磁波能穿透混凝土墻體、碎石、瓦礫等障礙物,與人體接觸后,反射電磁波的波形產(chǎn)生變化,波形變化程度受人的身體移動、呼吸運(yùn)動和心臟跳動的影響;波形畸變的反射電磁波被接收器接收, 再經(jīng)過濾波、解調(diào)、積分、放大等信號處理,排除周圍環(huán)境對探測系統(tǒng)的干擾,可得到與被測人體生命特征相關(guān)的參數(shù);最后把特有頻段的波形在顯示器上顯示,就可斷被探測區(qū)域是否有被困人員。
4、性能比較
音頻生命探測儀的優(yōu)劣主要取決于探頭傳感器的靈敏度、振動數(shù)理建模合理性和信號處理及定位準(zhǔn)確性。由于救援現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜,其他振動干擾比較強(qiáng)烈,為了提高音頻生命探測儀的定位準(zhǔn)確性和精度,往往需要讓探測器探頭深入建筑廢墟的間隙,所以探測速度較慢。
紅外生命探測儀在能見度較低的環(huán)境如濃煙、大火和黑夜中有較好的應(yīng)用前景。經(jīng)過多年發(fā)展,紅外生命探測技術(shù)日趨成熟的同時(shí),儀器成本價(jià)格低廉,擁有較高的性價(jià)比,因此在世界各國的救援隊(duì)伍中應(yīng)用廣泛。隨著計(jì)算機(jī)與圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展,紅外生命探測技術(shù)也將不斷完善,擁有一定的應(yīng)用前景。
與音頻生命探測儀和紅外生命探測儀相比,雷達(dá)生命探測儀特別是超寬譜雷達(dá)生命探測儀 ,其探測距離超過30m并可穿透厚度2m以上的墻壁,同時(shí)具有抗外界干擾能力強(qiáng)、能精確測量被困人員的掩埋深度,并可對多個(gè)被掩埋目標(biāo)進(jìn)行探查等特點(diǎn),但是需要注意,在雷達(dá)生命探測儀系統(tǒng)開發(fā)中,對強(qiáng)直接反射信號的處理尤為重要,因?yàn)榛炷翂w對發(fā)射信號的強(qiáng)直接反射會造成探測儀接收機(jī)的飽和,使接收機(jī)無法正常工作,直接影響系統(tǒng)的探測靈敏度。
通過對音頻、紅外及雷達(dá)三種生命探測儀的技術(shù)分析和性能比較,可以看出,雷達(dá)生命探測儀特別是超寬譜雷達(dá)生命探測儀 ,以其特有的多種優(yōu)勢成為最具應(yīng)用潛力的生命探測儀器,具有廣泛的應(yīng)用前景。
生命探測技術(shù)的改良方向
著名地球物理學(xué)家,麻省理工學(xué)院博士大衛(wèi)席思地將雷達(dá)超寬頻技術(shù)應(yīng)用于安全救生領(lǐng)域,從而解決了更多的生命搜救難題。使生命探測技術(shù)更加成熟,能夠比較精確和迅速的搜救待救生命。
對于生命探測技術(shù)實(shí)施過程的改良期望:
1、在搜救便利性方面,生命探測儀器應(yīng)該朝更加小巧輕便的方向發(fā)展,以降低搜救人員的工作負(fù)擔(dān),便于他們輕裝上陣。如果探測儀器可以達(dá)到絕對輕便,可以將它直接置于搜救犬的項(xiàng)圈上,讓搜救犬代為進(jìn)行搜救。
2、增強(qiáng)各類生命探測儀器的抗干擾性。避免儀器對于干擾信號的分辨能力,比如對于目前使用的搜救儀器,應(yīng)該提高音頻生命探測儀對周圍環(huán)境中各種噪聲的干擾的分辨,提高視頻生命探測儀成像單元的像素,使其更加精確清晰,方便工作人員的搜救排查等。
3、呼吁搜救技術(shù)的進(jìn)一步智能化。這也是對生命探測技術(shù)改良的重點(diǎn)期望。
(1)在改良搜救儀器的同時(shí),也要對工作人員(包括搜救犬)的安全做出更多的保障,如果一旦搜救人員在現(xiàn)場搜救時(shí)由于各種原因脫離了隊(duì)友,被困或遇難,儀器能夠擁有“黑匣子”記憶功能,記錄下整個(gè)搜救過程的相應(yīng)信息。(如:音頻探測儀記錄下音頻記錄等)且每種探測儀在長時(shí)間(可人為規(guī)定)未接受指令時(shí)(這時(shí)人員可能已經(jīng)遇難或被困)都要能夠自動發(fā)送求救信號,以便搜救中心快速檢測,并實(shí)施搜救。
(2)向全智能機(jī)器人方向發(fā)展。對于未來的生命探測儀器,希望能夠完全擺脫人類或者搜救犬的控制,實(shí)行全智能自動搜索。遇到生命跡象時(shí)向探測員發(fā)出信號,再組織營救。這樣可以進(jìn)一步提高搜救效率,減少搜救人員的工作量。
隨著生命探測技術(shù)的不斷提高各種生命探測技術(shù)的產(chǎn)物—生命探測儀也將產(chǎn)生。那時(shí)的生命探測儀將具有微型化,智能化,多功能化,無線網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,使用起來將更方便,操作起來更快捷,對外界環(huán)境的依賴性更弱。為國家安全提供有效的技術(shù)資源具有重要意義,同時(shí)也將給人們?nèi)粘I顜ジR簟?/p>
轉(zhuǎn)載請注明來源:賽斯維傳感器網(wǎng)(www.jsxlzzp.com)
- 如果本文收錄的圖片文字侵犯了您的權(quán)益,請及時(shí)與我們聯(lián)系,我們將在24內(nèi)核實(shí)刪除,謝謝!