【摘要】针对可能发生的因震灾、爆炸或其它原因造成的建筑物倒塌事故，为了在短时间内准确的搜救被困人员，将伤亡人数降到最低，“生命探测仪”成为人员搜救工作中消防部队使用频率最高的器材之一。生命探测仪是美国超视安全系统公司于2005年推出的一种安全救生系统，由著名物理学家，麻省理工学院博士大卫·席思研发，它的出现为灾害中受灾民众的搜救带来极大帮助。
【关键词】生命探测； 应用；雷达
一、基本特点
生命探测仪生命探测仪的基本特点包括：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。
二、仪器种类
根据不同的原理分为红外生命探测仪、音频生命探测仪和雷达生命探测仪。
1.红外生命探测仪
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。
2.音频生命探测仪
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。
3.雷达生命探测仪
生命探测仪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。
三、工作原理
生命探测仪是借着感应人体所发出超低频电波产生之电场（由心脏产生）来找到“活人”的位置。配备特殊电波过滤器可将其它动物，诸如狗、猫、牛、马、猪等不同于人类的频率加以过滤去除，使生命探测仪只会感应到人类所发出的频率产生之电场。仪器配备两种不同侦测杆，长距离侦测杆侦测距离可达500公尺，短距离20公尺。人体发出的超低频电场可穿过钢筋混凝墙、钢板。仪器在碰到上述障碍物时，侦测距离会减少，但只要操作者向前靠近侦测地点，仍可精准地找到欲搜寻的人体目标。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，人体移动时，侦测杆也会跟着移动。另配备镭射光点，提供操作者寻找侦测杆方向。
四、应用实例
生命探测仪在2008年5月12日的四川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多个小时。生命探测仪在四川汶川大地震的搜救中，发挥了不可磨灭的作用。
结论
生命探测仪的发明和应用，为人类应对自然灾害提供了有力帮助和保障。当下气候变幻无常，自然灾害时有发生，故应大力推广生命探测仪在更大范围内的使用，以减少人民的生命财产损失。
参考文献：
[1]张为民 灾害中生命搜救方法探究 中国地理 2012
[2]赵子丹 论生命探测仪在人员搜救中的应用 2013