抗震救灾中的生命探测仪

文 / 刘玉柱 南京信息工程大学教授、博导

       周卓彦 南京信息工程大学

根据中国地震台网正式测定，北京时间2月6日9时17分和18时24分，土耳其先后发生两次震源深度20千米的7.8级地震。

音频生命探测仪应用了声波的原理，可探测以空气为载体的各种声波和以其他媒体为载体的振动，进而迅速确定被困者的位置。

声波其实就是一种通过物质振动而产生的波，如吉他弦、人的声带或扬声器纸盆所产生的振动。这些振动会对邻近的微观颗粒产生作用，比如我们说话就是声带的振动对喉咙中的空气分子产生了作用，而轻微地增加了空气压力。在这样的压力下，空气分子随后推动周围的空气分子，后者又推动下一组空气分子，以此类推。高压区域穿过空气时，在后面留下了低压区域，这样的压力波动就是声波的一种。当这些声波到达人耳时，会振动耳中的神经末梢，然后我们的大脑就会把这些振动变成声音，于是我们就听见了说话的声音。

而在抗震救灾中，这样的声波能够发挥巨大作用。地震中的受困者一般都是被困在废墟下，由于重重阻碍，其在废墟下的呼救难以被人耳辨别。但是，通过音频生命探测仪，搜救人员能够灵敏地探测到地下发出的声波信号。诸如受困者呻吟、呼喊、爬动、敲打等产生的音频声波和振动波，都可以通过音频生命探测仪被搜救人员获得，继而判断废墟之下生命的存在并进行救援。

但是，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，容易受到现场噪声的影响，而且探测速度较慢。因此，此类生命探测仪正在逐步被其他探测仪所替代。

由于音频生命探测仪存在缺陷，科学家又发明了红外生命探测仪。要知道，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。但是，由于人的体核温度以及体表各部位温度的不同，人体的红外辐射特性与周围环境的红外辐射特性就会有差异。红外生命探测仪就是利用这一原理，以成像的方式把地震废墟中的受困者与背景环境分开，从而让搜救人员找到受困者。

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，宛若一双穿越壁障的透视眼。红外生命探测仪探测出受困者身体的红外辐射特征后，探测仪上装备的光学系统就可以进一步将接收到的人体热辐射能量聚焦在红外传感器上，然后将其转变成电信号，最终经过处理，得到红外热像图，从而帮助救援人员确定受困者的位置。

但是，由于红外辐射是一种长波辐射，能量小，穿透力强，很容易被一般的物质所吸收，这就导致了红外生命探测仪的探测范围存在局限。如果受困者被红外吸收能力较强的物体所掩埋或者掩埋较深，很可能就无法被探测到。为此，科学家继续攻关，发明了抗震救灾中的“千里眼”——雷达生命探测仪。

雷达生命探测仪是集雷达技术、生物医学工程技术于一体的生命探测设备，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。就如同在黑暗中的蝙蝠，通过超声波的反射，可以判断自己周围的环境，哪里有岩石，哪里有山洞。雷达生命探测仪用电磁波代替了超声波，如果是蝙蝠采用了这样的探测，它不仅可以判断岩石的方位，还可以接收到岩石的材质、温度、湿度等更加全面详细的信息。

因此，采用雷达生命探测仪可以全方位地对震后废墟进行探测，如同一双无所不知的千里眼，一“望”而去，受困者的被困地点便可一清二楚地被搜救者获知，从而进行救援。雷达生命探测仪主动探测的方式使其不易受到温度、湿度、噪声、现场地形等因素的影响，并且电磁波的性质也使它增加了侦测的范围。可以说，这是目前世界上最先进的生命探测仪。

当然，地震救灾中的科学设备不是只有生命探测仪这一种，其他的例如液压钳、气垫、蛇眼探测仪等也都有着不容忽视的作用。而随着科技的进步，越来越多的新型科学设备也会被研发出来，造福民众。

在自然灾难面前，在天地震动之下，唯有科技巨龙擎天而立，为身处灾难中的人们撑起一片希望的“蓝天”。