事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識(shí)：“生命探測(cè)儀”發(fā)展歷程

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近些年來，地震頻發(fā)，給人類的生產(chǎn)生活帶來了巨大的影響，威脅著百姓的生命安全。不過，隨著科技的不斷進(jìn)步，我們與之抗衡的能力也在不斷增強(qiáng)。那么我們是怎么在地震下保障人民生命安全的呢?我們?cè)诳拐鹁葹?zāi)中使用最廣泛的儀器設(shè)備又是什么呢?今天，同學(xué)們就跟著圖圖的腳步，一起走進(jìn)關(guān)于抗震救災(zāi)中使用最廣泛的儀器設(shè)備——生命探測(cè)儀吧。

音頻生命探測(cè)儀——靈敏的“順風(fēng)耳”

(一)音頻生命探測(cè)儀簡(jiǎn)述

音頻生命探測(cè)儀采用特殊的微電子處理器，能夠識(shí)別在空氣或固體中傳播的微小震動(dòng)，適合搜尋被困在混凝土、瓦礫或其他固體下的幸存者，能準(zhǔn)確識(shí)別來自幸存者的聲音如呼喊、拍打、刻劃或敲擊等。與此同時(shí)，還可以將周圍的背景噪音做過濾處理。災(zāi)難過后，搜索幸存者的過程是一個(gè)與時(shí)間的賽跑。生命探測(cè)儀可以幫助救助人員定位那些通過移動(dòng)，敲擊或者呼叫求救的幸存者。經(jīng)驗(yàn)表明，掩埋在倒塌的建筑物下面的幸存者常�？梢月牭骄仍�人員的聲音，但是救援人員卻無法聽到他們�；炷�土和碎石會(huì)把所有的聲波擋住。但是，如果幸存者可以敲擊，刮擦，或者移動(dòng)，倒塌的結(jié)構(gòu)仍然可以有效的傳遞這些聲音。這些聲音人的耳朵不能夠聽到，但是他們可以被電子聽覺設(shè)備聽到。

(二)音頻生命探測(cè)儀的適用范圍

適合狹小空間的深度探測(cè)，解決音頻傳感器的不足，極小的聲音也能被發(fā)現(xiàn)。

(三)音頻生命探測(cè)儀的弊端

由于音頻生命探測(cè)儀是一種被動(dòng)接收音頻信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)的儀器，救援時(shí)需要在廢墟中尋找空隙伸入探頭，容易受到現(xiàn)場(chǎng)噪聲的影響，而且探測(cè)速度較慢。因此，此類生命探測(cè)儀正在逐步被其他探測(cè)儀所替代。

二、紅外生命探測(cè)儀

(一)紅外生命探測(cè)儀簡(jiǎn)述

任何物體只要溫度在絕對(duì)零度以上都會(huì)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(cè)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(zhǎng)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(gè)波長(zhǎng)是設(shè)計(jì)人體紅外探測(cè)儀的重要的技術(shù)參數(shù)。

紅外生命探測(cè)儀能經(jīng)受救援現(xiàn)場(chǎng)的惡劣條件，可在震后的濃煙、大火和黑暗的環(huán)境中搜尋生命。紅外生命探測(cè)儀探測(cè)出遇難者身體的熱量，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(hào)，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。

(二)紅外生命探測(cè)儀的適用范圍

適用于有限空間及常規(guī)方法救援人員難以接近的救援工作，如反饋塌陷的建筑物、深井、礦井等有限空間里被困受害者的情況;變形的汽車?yán)�、飛機(jī)、輪船、火車的失事及肉眼難以看到的地方、下水管線、礦井及地下位置尋找失蹤人員。給搜救人員帶來極大的方便。

適合于地震、坍塌、建筑物倒塌下的廢墟救援，適用于消防、市政、礦山救護(hù)等機(jī)構(gòu)。

(三)紅外生命探測(cè)儀的弊端

由于紅外輻射是一種長(zhǎng)波輻射，能量小，穿透力強(qiáng)，很容易被一般的物質(zhì)所吸收，這就導(dǎo)致了紅外生命探測(cè)儀的探測(cè)范圍存在局限。如果受困者被紅外吸收能力較強(qiáng)的物體所掩埋或者掩埋較深，很可能就無法被探測(cè)到。

三、雷達(dá)生命探測(cè)儀——明察秋毫的“千里眼”

雷達(dá)生命探測(cè)儀是集雷達(dá)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)于一體的生命探測(cè)設(shè)備，主要利用電磁波的反射原理制成，通過檢測(cè)人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng)，從這些微動(dòng)中得到呼吸、心跳的有關(guān)信息，從而辨識(shí)有無生命。

它的工作原理是基于人體運(yùn)動(dòng)在雷達(dá)回波上產(chǎn)生的時(shí)域多普勒效應(yīng)來進(jìn)行分析判斷廢墟內(nèi)有無生命體存在以及生命體得具體位置信息。

它充分利用納秒級(jí)電磁波脈沖的頻譜寬、穿透性強(qiáng)、分辨力高、抗干擾性好、功耗低等特性，在地震災(zāi)害、坍塌事故等救援現(xiàn)場(chǎng)，由廢墟表面向廢墟內(nèi)發(fā)射納秒級(jí)脈沖電磁波，并對(duì)回波相參接收后進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)墻壁、瓦礫等靜止目標(biāo)回波予以濾除，僅僅對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)的肢體、心肺等動(dòng)目標(biāo)回波進(jìn)行檢測(cè)顯示，從而實(shí)現(xiàn)探測(cè)、搜救幸存者的目的。

(二)紅外生命探測(cè)儀的適用范圍

海防：港口、船艙、貨柜、空屋等非法偷渡者可能藏匿地點(diǎn)的排查

警方霹靂小組人員可偵測(cè)到歹徒與人質(zhì)的位置，供攻堅(jiān)時(shí)的參考。

公安：武警、軍事危險(xiǎn)區(qū)域及各種復(fù)雜障礙區(qū)域的搜索和跟蹤，可及早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，減少傷亡。

海巡署、海關(guān)、邊界、港口、安檢人員可偵測(cè)貨柜夾層是否有偷渡人員。長(zhǎng)距離天線偵搜距離達(dá)500公尺，可協(xié)助海岸巡防人員偵測(cè)偷渡人員上岸位置。

監(jiān)獄：在監(jiān)獄門口對(duì)過往車輛進(jìn)行排查，預(yù)防犯人非法偷逃。

(三)雷達(dá)生命探測(cè)儀的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

雷達(dá)生命偵測(cè)儀旨在解決當(dāng)前市場(chǎng)上現(xiàn)存救生系統(tǒng)的根本缺點(diǎn)。當(dāng)前的救生系統(tǒng)除了無法穿透障礙物偵測(cè)移動(dòng)外，大部分的系統(tǒng)，例如攝像系統(tǒng)，偵測(cè)的范圍非常有限并且只有在移動(dòng)的遇險(xiǎn)者進(jìn)入攝像機(jī)鏡頭或傳感器的視野后才能報(bào)警�；�于音頻的偵測(cè)系統(tǒng)大大受限于距離，障礙物，殘?jiān)�以及遇險(xiǎn)者是否還強(qiáng)壯和清醒到能夠發(fā)出聲音。

雷達(dá)的生命偵測(cè)儀可以在30秒內(nèi)偵測(cè)出一定范圍內(nèi)遇險(xiǎn)者的移動(dòng)和呼吸，可以穿透障礙物(例如鋼筋混凝土磚墻，柏油層，泥石流和雪崩造成的積雪)進(jìn)行偵測(cè)，不受聲音和背景噪音的影響。超視安全系統(tǒng)公司的傳感器可以發(fā)出包含目標(biāo)指定信息的信號(hào)，從而使偵測(cè)活動(dòng)更快，更精確，也使得參與救難的急救者，安全人員和軍事人員自身更加安全。

例題展示

【題型】單選題

1.災(zāi)難來臨時(shí)，生命探測(cè)儀是非常有效的救援儀器。下列各項(xiàng)中，在地震中最有效的是哪一個(gè)：

A.雷達(dá)探測(cè)儀

B.光學(xué)探測(cè)儀

C.音頻生命探測(cè)儀

D.紅外探測(cè)儀

【答案】A

【解析】第一步，本題考查物理常識(shí)。

第二步，雷達(dá)生命探測(cè)儀是集雷達(dá)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)于一體的生命探測(cè)設(shè)備，主要利用電磁波的反射原理制成，通過檢測(cè)人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng)，從這些微動(dòng)中得到呼吸、心跳的有關(guān)信息，從而辨識(shí)有無生命。因此，采用雷達(dá)生命探測(cè)儀可以全方位地對(duì)震后廢墟進(jìn)行探測(cè)，如同一雙無所不知的千里眼，一“望”而去，受困者的被困地點(diǎn)便可一清二楚地被搜救者獲知，從而進(jìn)行救援。雷達(dá)生命探測(cè)儀主動(dòng)探測(cè)的方式使其不易受到溫度、濕度、噪聲、現(xiàn)場(chǎng)地形等因素的影響，并且電磁波的性質(zhì)也使它增加了偵測(cè)的范圍�？梢哉f，這是目前世界上最先進(jìn)的生命探測(cè)儀。A項(xiàng)正確。

因此，選擇A選項(xiàng)。

【拓展】B項(xiàng)：光學(xué)探測(cè)儀是一種用來檢測(cè)光信號(hào)的儀器，它主要包括光學(xué)探測(cè)器、前置放大器和數(shù)據(jù)處理裝置三部分。光學(xué)探測(cè)器是光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)的核心部件，前置放大器負(fù)責(zé)對(duì)光學(xué)信號(hào)進(jìn)行放大，數(shù)據(jù)處理裝置則對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行處理和分析。它在光學(xué)、生物、化學(xué)、物理等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，但不適用于地震救援。B項(xiàng)錯(cuò)誤。

C項(xiàng)：音頻生命探測(cè)儀是一種應(yīng)用聲波及震動(dòng)波原理的探測(cè)儀器，適用于有限空間及常規(guī)方法救援人員難以接近的救援工作。一旦幸存者敲擊、刮擦，或者呼叫求救，這些聲音人的耳朵不能夠聽到，但是音頻生命探測(cè)儀可以發(fā)現(xiàn)。不過由于容易受到現(xiàn)場(chǎng)噪音的影響，探測(cè)速度較慢，通常先用搜救犬尋找廢墟內(nèi)幸存者的大致方位，然后再使用音頻生命探測(cè)儀進(jìn)行探測(cè)、監(jiān)聽，提高搜救效率及準(zhǔn)確性。由于音頻生命探測(cè)儀是一種被動(dòng)接收音頻信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)的儀器，救援時(shí)需要在廢墟中尋找空隙伸入探頭，容易受到現(xiàn)場(chǎng)噪聲的影響，而且探測(cè)速度較慢。因此，此類生命探測(cè)儀正在逐步被其他探測(cè)儀所替代。C項(xiàng)錯(cuò)誤。

D項(xiàng)：紅外生命探測(cè)儀：紅外生命探測(cè)儀利用紅外熱成像的原理，通過探測(cè)出遇難者身體的熱量，從而幫助救援人員確定遇難者的位置，是最常用的生命探測(cè)儀之一。紅外生命探測(cè)儀能經(jīng)受救援現(xiàn)場(chǎng)的惡劣條件，即使是在震后的濃煙、大火和黑暗的環(huán)境中也能準(zhǔn)確搜尋生命。但是，由于紅外輻射是一種長(zhǎng)波輻射，能量小，穿透力強(qiáng)，很容易被一般的物質(zhì)所吸收，這就導(dǎo)致了紅外生命探測(cè)儀的探測(cè)范圍存在局限。如果受困者被紅外吸收能力較強(qiáng)的物體所掩埋或者掩埋較深，很可能就無法被探測(cè)到。D項(xiàng)錯(cuò)誤。

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