[科普中国]-生命探测仪

生命探测仪是美国超视安全系统公司于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。

产品种类红外探测红外生命探测仪任何物体只要温度在绝对零度以上都会产生红外辐射，人体也是天然的红外辐射源。但人体的红外辐射特性与周围环境的红外辐射特性不同，红外生命探测仪就是利用它们之间的差别，以成像的方式把要搜索的目标与背景分开。人体的红外辐射能量较集中的中心波长为9。4μm，人体皮肤的红外辐射范围为3～50μm，其中8～14μm占全部人体辐射能量的46%，这个波长是设计人体红外探测仪的重要的技术参数。

红外生命探测仪能经受救援现场的恶劣条件，可在震后的浓烟、大火和黑暗的环境中搜寻生命。红外生命探测仪探测出遇难者身体的热量，光学系统将接收到的人体热辐射能量聚焦在红外传感器上后转变成电信号，处理后经监视器显示红外热像图，从而帮助救援人员确定遇难者的位置。

红外探测设备最早应用于军事，并随着科学技术的发展而不断改进。1988年瑞典AGA公司推出的全功能热像仪能将温度的测量、修改、分析及图像采集、储存合于一体，并利用这一技术研制出便携式全功能热像仪，主要用于军事侦查。随着社会的发展，各国都开始重视研制用于减少各种灾害造成的人员伤亡的技术设备，红外探测技术也由军用转变为救援仪器——红外生命探测仪。

音频探测音频生命探测仪音频生命探测仪应用了声波及震动波的原理，采用先进的微电子处理器和声音/振动传感器，进行全方位的振动信息收集，可探测以空气为载体的各种声波和以其它媒体为载体的振动，并将非目标的噪音波和其它背景干扰波过滤，进而迅速确定被困者的位置。高灵敏度的音频生命探测仪采用两级放大技术，探头内置频率放大器，接收频率范围为1～4000Hz，主机收到目标信号后再次升级放大。这样，它通过探测地下微弱的诸如被困者呻吟、呼喊、爬动、敲打等产生的音频声波和振动波，就可以判断生命是否存在。

音频生命探测仪是一套以人机交互为基础的探测系统，包括信号的检测、监听、选取、储存和处理等几个方面。在研制过程中的关键技术包括：高灵敏度传感器的研制；通过对声波和震动波数理模型的研究确定信号有效性的判据和有效信号源位置的判定。由于音频生命探测仪是一种被动接收音频信号和振动信号的仪器，救援时需要在废墟中寻找空隙伸入探头，容易受到现场噪音的影响，探测速度较慢。

雷达探测雷达生命探测仪是融合雷达技术、生物医学工程技术于一体的生命探测设备。它主要利用电磁波的反射原理制成，通过检测人体生命活动所引起的各种微动，从这些微动中得到呼吸、心跳的有关信息，从而辨识有无生命。雷达生命探测仪是目前世界上最先进的生命探测仪，它主动探测的方式使其不易受到温度、湿度、噪音、现场地形等因素的影响，电磁信号连续发射机制更增加了其区域性侦测的功能。

超宽谱雷达生命探测仪是该类型中最先进的一种。它的穿透能力强，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，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。超宽谱雷达生命探测仪具有很大的相对带宽（信号的带宽与中心频率之比），一般大于25%，检验人体生命参数是以脉冲形式的微波束照射人体，由于人体生命活动（呼吸、心跳、肠蠕动等）的存在，使得被人体反射后的回波脉冲序列的重复周期发生变化。如果对经人体反射后的回波脉冲序列进行解调、积分、放大、滤波等处理并输入计算机进行数据处理和分析，就可以得到与被测人体生命特征相关的参数。

超宽谱雷达生命探测仪用于震区生命探测具有穿透力强、作用距离精确、抗干扰能力强、多目标探测能力强、探测灵敏度高等优点，探测距离可达30～50m，穿透实体砖墙厚度可达2m以上，可隔着几间房探测到人，并具有人体自动识别功能，在生命探测领域拥有广泛的应用前景。与红外生命探测仪、音频生命探测仪相比更实用，因此成为研究的热点。生命探测技术的发展，必将使其应用范围不断扩大，如用于医学上的非接触式生命监护等，将通过更多的途径挽救生命，造福人类。

其他先进类DKLLifeGuardTM生命探测器为目前世界上最先进的搜救仪器，体积轻巧仅约1公斤，手持式设计，携带方便，操作简单，性能优越于其他任何高科技的搜救产品，并已广泛为世界上先进国家的军事、海关、海巡、消防、安全、救援、航天等政府部门使用。

此产品是由美国高科技公司结合世界上最尖端的生化、介电质、超低频传导及DNA技术研发而成，已申请多项技术专利，此型号为DKL公司目前设计最成熟的产品。

LifeGuardTM生命探测器提供抢救人员在进入搜救现场时，先行确认其内部是否有人存活，减低抢救人员搜救时的危险程度，并在第一时间侦测出任何遮挡物背后的生存者。以被动接收方式侦测远端微弱心跳介电场的方向，并只侦测存活的人类，而不受其它动物的干扰。能穿越钢板、水泥、复合材料、树丛等各种障碍物，使侦测距离在开放空间可达500米，水面上达1公里以上。

经特殊处理，适用于各种恶劣的天气条件，维护简单而且故障率极低，如配合便携式电脑及专用的人工智能软件，即可产生侦测的图像和声音信息，进一步提高操作人员的判别能力，同时也可减少新手训练的时间。

LifeGuardTM生命探测器应用范围：

海防：海面、海岸、山区、港口、空屋、船舱、货柜等非法偷渡者可能藏匿地方的搜索。

救援：河流、湖面、山区、地震塌方、矿井爆炸、火灾现场等存活目标搜索及有无生存者的确认，也可用于跟踪搜救人员的生命安全。

警察/安全/军事危险区域及各种复杂障碍区域的搜索和跟踪，可及早发现目标，减少伤亡。

配合其他生命搜索仪器一起使用，如搜救犬、声音/影像探测仪、红外线/热成像探测仪等，使整体搜救效果大幅度提高。

光学探测又被称作“蛇眼生命探测仪”，是利用光反射进行生命探测的仪器。仪器的主体非常柔韧，像通下水道用的蛇皮管，能在瓦砾中自由扭动。仪器前面有细小的探头，可深入极微小的缝隙探测，类似摄像仪器，将信息传送回来，救援人员利用观察器就可以把瓦砾深处的情况看得清清楚楚。

声波振动探测声波振动生命探测仪寻找生命靠的是识别被困者发出的声音。这种仪器有3至6个“耳朵”——振动传感器，它能根据各个“耳朵”听到声音先后的微小差异，采用逼近法来判断幸存者的具体位置。说话的声音对它来说最容易识别，因为设计者充分研究了人的发声频率。如果幸存者已经不能说话，只要用手指轻轻敲击发出微小的声响，也能够被它听到。即使被埋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跳动，探测仪也能探测出来。1

工作原理世界上最新之生化、介电质、超低频传导及技术 心跳感应

生命探测仪是借着感应人体所发出超低频电波产生的电场（由心脏产生）来找到"活人"的位置。

本仪器目标锁定功能在侦测到人体发出超低频产生之电场后，侦测杆会自动锁定此电场。1

技术优势距离距离型，侦测距离非感应目标除人体以外的任何动物皆不被侦测 垂直侦测角度：开放空间上下各60度；建筑物内80度上下各40度

角度水平侦测角度+/- 2度左右各2度

目标锁定目标锁定功能当侦测到活人心脏所发出超低频电波产生之电场后，侦测杆会自动锁定此电场，人体移动时侦测杆也会跟着移动操作方式：手握式

工作模式白天不需要任何电源，晚上用镭射光点提供操作者寻找侦测杆方向。配备美国标准三a级镭射光点。（用镭射灯指示方位时）正常情况下电池可使用12小时以上。1

基本特点优点即时移动探测，可以透过混凝土，砖，雪，冰和泥浆；探测运动、探测遇险者的距离；在各种气候情况下都可以工作；直观而且简便易学，不需要大量专门的培训；对供电能源要求低；几乎不需要进行系统维护；固件程序可以通过无线或有线网络进行升级；不需要钻孔，布置电缆和对环境进行静音处理，使搜救工作变得简单易行。在分秒必争的营救工作中，生命侦测仪可以帮助搜救人员迅速准确安全地发现仍然存活的遇险者，从而为营救工作争取到宝贵的时间。 生命探测仪把探头深入废墟内的缝隙中，只能探测到很小的区域，而地震探测狗则可以在更大的区域内迂回搜索。生命侦测仪实际上是一个呼吸和运动探测器。雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描。接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理。如果被探测者保持静止，返回信号是相同的。如果目标在动，则信号有差异。通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理，就可以判断目标是否在动。

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，一般每秒1到2次，就可以把呼吸运动和其他较高频率的运动区分开来。测移动的原理也大致是这样。超视安全系统公司的天线是美国航空航天局（NASA）指定的两种火星探测器地质雷达天线之一，能够非常敏锐地捕捉到非常微弱的运动，加上功能强大的算法处理，是安全救生部门最好的帮手。

缺点只能探测的生命的迹象存在。无法确定是否是人的生命迹象。2

功能作用适用于消防、市政、矿山救护等机构用于地震、坍塌、建筑物倒塌下的废墟救援。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。

基于这种新技术的安全救生系统----生命探测仪，成功地解决了多项困扰传统安全救生系统的问题，使搜救工作比以往更迅速，更精确，也更安全，是现在世界上最先进的生命探测系统。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所