聲波探測(cè)儀

　　簡(jiǎn)介

　　生命探測(cè)儀是美國(guó)超視安全系統(tǒng)公司于2005年新近推出的一種安全救生系統(tǒng)。著名物理學(xué)家，麻省理工學(xué)院博士David Cist創(chuàng)造性地將雷達(dá)超寬頻技術(shù)(UWB)應(yīng)用于安全救生領(lǐng)域，從而為該領(lǐng)域帶來(lái)一項(xiàng)革命性的新技術(shù)?；谶@種新技術(shù)的安全救生系統(tǒng)----生命探測(cè)儀，成功地解決了多項(xiàng)困擾傳統(tǒng)安全救生系統(tǒng)的問(wèn)題，使搜救工作比以往更迅速，更精確，也更安全，是現(xiàn)在世界上最先進(jìn)的生命探測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的天線是美國(guó)航空航天局（NASA）指定的火星探測(cè)器兩種候選雷達(dá)天線之一，是世界上最先進(jìn)的探地雷達(dá)天線，能夠非常敏銳地捕捉到非常微弱的運(yùn)動(dòng)。該產(chǎn)品已獲得美國(guó)專利。超視安全系統(tǒng)公司近日內(nèi)在中美日三國(guó)同步推出這個(gè)系統(tǒng)。

　　儀器組成及原理

　　儀器組成

　　超視安全系統(tǒng)公司的生命探測(cè)儀移動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)由以下主要部件組成的傳感器：

　　一個(gè)發(fā)送超寬頻信號(hào)的發(fā)送器

　　一個(gè)偵測(cè)接收返回信號(hào)的接收器

　　一臺(tái)用于讀入接收器的信號(hào)并進(jìn)行算法處理的電腦

　　傳感器包含了可編程的固件。傳感器產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸傳送給掌上電腦(PDA控制器)進(jìn)行顯示。傳感器和控制器有各自相互獨(dú)立的電源。

　　工作原理

　　生命偵測(cè)儀實(shí)際上是一個(gè)呼吸和運(yùn)動(dòng)探測(cè)器。雷達(dá)信號(hào)發(fā)送器連續(xù)發(fā)射電磁信號(hào)，對(duì)一定空間進(jìn)行掃描.，接收器不斷接收反射信號(hào)并對(duì)返回信號(hào)進(jìn)行算法處理。如果被探測(cè)者保持靜止，返回信號(hào)是相同的。如果目標(biāo)在動(dòng)，則信號(hào)有差異。通過(guò)對(duì)不同時(shí)間段接受的信號(hào)進(jìn)行比較等算法處理，就可以判斷目標(biāo)是否在動(dòng)。

　　生命偵測(cè)儀是通過(guò)測(cè)試被探測(cè)者的呼吸運(yùn)動(dòng)或者移動(dòng)來(lái)工作的。由于呼吸的頻率較低，一般每分鐘16次，就可以把呼吸運(yùn)動(dòng)和其他較高頻率的運(yùn)動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)。測(cè)移動(dòng)的原理也大致是這樣。超視安全系統(tǒng)公司的天線是美國(guó)航空航天局（NASA）指定的兩種火星探測(cè)器地質(zhì)雷達(dá)天線之一，能夠非常敏銳地捕捉到非常微弱的運(yùn)動(dòng)，加上功能強(qiáng)大的算法處理，是安全救生部門最好的幫手。

　　優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

　　技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　超視安全系統(tǒng)公司的生命探測(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(wú)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)，探測(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?；谝纛l的探測(cè)系統(tǒng)大大受限于距離，障礙物，殘?jiān)约坝鲭U(xiǎn)者是否還強(qiáng)壯和清醒到能夠發(fā)出聲音。

　　超視安全系統(tǒng)公司的生命偵測(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。

　　基本特點(diǎn)

　　生命探測(cè)儀的基本特點(diǎn)包括：即時(shí)移動(dòng)探測(cè)， 可以透過(guò)混凝土，磚， 雪， 冰和泥漿；

　　探測(cè)運(yùn)動(dòng)、探測(cè)遇險(xiǎn)者的距離；

　　在各種氣候情況下都可以工作；

　　直觀而且簡(jiǎn)便易學(xué)，不需要大量專門的培訓(xùn)；

　　對(duì)供電能源要求低；

　　幾乎不需要進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)；

　　固件程序可以通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)；

　　不需要鉆孔，布置電纜和對(duì)環(huán)境進(jìn)行靜音處理，使搜救工作變得簡(jiǎn)單易行。在分秒必爭(zhēng)的營(yíng)救工作中, 生命偵測(cè)儀可以幫助搜救人員迅速準(zhǔn)確安全地發(fā)現(xiàn)仍然存活的遇險(xiǎn)者, 從而為營(yíng)救工作爭(zhēng)取到寶貴的時(shí)間。

　　我國(guó)首臺(tái)雷達(dá)式生命探測(cè)儀研制成功

　　第四軍醫(yī)大學(xué)研究人員經(jīng)過(guò)5年的艱苦攻關(guān)，于2004成功地研制出我國(guó)首臺(tái)雷達(dá)式非接觸生命探測(cè)儀。解放軍總后勤部衛(wèi)生部日前組織專家們鑒定后認(rèn)為，這項(xiàng)成果填補(bǔ)了我國(guó)衛(wèi)生裝備的一項(xiàng)空白，標(biāo)志著我國(guó)擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雷達(dá)式非接觸生命探測(cè)技術(shù)。

　　生命探測(cè)技術(shù)是近代發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，主要用于清理戰(zhàn)場(chǎng)時(shí)的傷員尋找及廢墟中發(fā)現(xiàn)存活者。傳統(tǒng)的方法一般應(yīng)用光學(xué)、紅外線、無(wú)線電、衛(wèi)星定位技術(shù)、聲波等技術(shù)進(jìn)行探測(cè)，但這些技術(shù)都有各自的局限性，無(wú)法有效地探測(cè)到埋藏在廢墟、瓦礫或建筑物下的人員。上個(gè)世紀(jì)80年代后期，美國(guó)、德國(guó)的研究人員開(kāi)始進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)生命信號(hào)的研究。1998年，第四軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授王健琪帶領(lǐng)研究小組開(kāi)始對(duì)這一個(gè)課題進(jìn)行研究，他們經(jīng)過(guò)不懈努力，終于獲得成功。

　　王健琪在19日下午舉行的新聞發(fā)布會(huì)上介紹說(shuō)，這種雷達(dá)式生命探測(cè)儀是將雷達(dá)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)特殊的雷達(dá)發(fā)射微波，接收反射波后檢測(cè)是否有人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng)，并用特殊的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)提取人的呼吸、心跳和體動(dòng)等生命體征，從而探測(cè)到在一些廢墟、瓦礫、建筑物下是否有人的存在。

　　這種儀器不需要任何接觸人體的電極或傳感器，實(shí)現(xiàn)了非接觸、遠(yuǎn)距離對(duì)人體生命信息的探測(cè)，探測(cè)距離可達(dá)30至50米，穿透實(shí)體磚墻厚度可達(dá)2.3米，并具有自動(dòng)人體識(shí)別功能。主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　記者在演示現(xiàn)場(chǎng)看到，當(dāng)厚度為24厘米的隔墻后有人時(shí)，生命探測(cè)儀立即清晰地顯示出該人的呼吸波形和體重波形，并能智能地判別是否有人員存在。王健琪說(shuō)，雷達(dá)式生命探測(cè)儀在我國(guó)首次解決了對(duì)生命信息的探測(cè)問(wèn)題，不僅可以應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)傷員的救護(hù)和尋找，而且可以用于反恐斗爭(zhēng)、地震救護(hù)、傳染病人監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域。

　　缺點(diǎn)和相關(guān)應(yīng)用

　　生命探測(cè)儀把探頭深入廢墟內(nèi)的縫隙中，只能探測(cè)到很小的區(qū)域，而地震探測(cè)狗則可以在更大的區(qū)域內(nèi)迂回搜索。

　　應(yīng)用實(shí)例

　　在2008年5月12日的四川汶川大地震的搜救中，中國(guó)及世界各國(guó)的專家，利用生命探測(cè)儀進(jìn)行探測(cè)，搜救出數(shù)萬(wàn)名被困的遇難同胞。

　　其中搜救出的掩埋時(shí)間最長(zhǎng)的同胞為216多個(gè)小時(shí)！

　　生命探測(cè)儀在四川汶川大地震的搜救中，發(fā)揮了不可磨滅的作用！