一种生命探测装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生命探测装置及其应用，属于检测设备技术领域。本发明专利技术提供的一种基于监测NO含量变化的生命探测装置及其应用，能精准判断目标空间中有无生命体征，确保灾后救援工作快速、高效进行，还能为银行金库、档案馆等场合的防盗监控提供保障。

Life detecting device and application thereof

The invention discloses a life detecting device and an application thereof, belonging to the technical field of testing equipment. The invention provides a detection device and its application NO content change monitoring based on life, can accurately determine the target space with no signs of life, to ensure that the disaster relief work quickly and efficiently, but also for the security monitoring bank vaults, archives and other occasions to provide protection.

【技术实现步骤摘要】
一种生命探测装置及其应用
本专利技术涉及一种生命探测装置及其应用，属于检测设备

技术介绍
众所周知，NO在空气中能够被缓慢氧化生成红棕色的NO2，具有刺激性气味，其毒性较大，对呼吸系统有强烈的刺激作用，进入人体易引起咳嗽、气喘、胸痛、肺气肿等不良症状。此外，NO是一种新型的细胞内信使分子，几乎遍及机体的各个部分；其本身并无毒性，但极易穿过细胞膜，扩散性强，容易结合血液中的血红素，从而造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。基于此，人们对NO的研究仍集中在大气污染物的监测、人体呼吸道疾病和阿尔茨默氏症的诊断等领域。目前常见的生命探测器主要有声波震动生命探测器、雷达生命探测器、红外生命探测器等。声波振动生命探测器可实现快速搜索，而且价格低廉、仪器轻便，但是若声音信号经废墟碎片传播时会产生很大的衰减，对信号采集造成影响。此外，外界环境随声音信号的传播也会产生干扰。雷达生命探测仪可穿透书数米甚至数十米的石块或混凝土等障碍物进而对废墟下的幸存者进行探测。只要幸存者还有呼吸、心跳等代表生命信息的生理特征，都能被雷达探测到。但是外界坏境的干扰以及仪器运行时的背景噪声会对探测结果造成很大影响。红外线探测仪能对黑暗环境下的幸存者进行探测，并能将其状况清晰呈现，对救援工作有重要意义。但是红外线很容易被水蒸气或者玻璃等其它介质吸收，难以实现精准测量。
技术实现思路
为此，本专利技术首先提供了一种生命探测装置，包括探测单元、数据传输单元和数据处理单元；所述探测单元用于探测目标空间的一氧化氮，所述数据传输单元用于将探测单元产生的数据信号传递到数据处理单元，所述数据处理单元用于将探测单元产生的数据信号，转换成NO的含量数值。在本专利技术的一种实施方式中，所述探测单元的工作原理可以是应用紫外-可见光谱法、化学发光法、分光光度法、电化学法、色谱法和荧光分析法等检测NO含量。在本专利技术的一种实施方式中，所述探测单元的工作原理是目标空间中的NO与O3反应生成激发态二氧化氮(NO2*)，NO2*在返回基态的过程中释放能量并发光，通过发光强度来反应NO的浓度。在本专利技术的一种实施方式中，所述探测单元、数据传输单元和数据处理单元可以整合在一起。在本专利技术的一种实施方式中，所述探测单元可以是现有的氮氧化物分析仪或者化学发光氮氧化物分析仪。在本专利技术的一种实施方式中，所述探测单元是一种NO传感器。在本专利技术的一种实施方式中，所述数据传输单元包括第一通信模块和第二通信模块，分别与探测单元和数据处理单元通信连接。所述数据传输单元可以通过无线信号进行数据传输。在本专利技术的一种实施方式中，所述生命探测装置还包括电源，例如太阳能电池。在本专利技术的一种实施方式中，所述生命探测装置还包括警报装置，当数据处理单元得到的NO含量达到判断拐点时，发出警报信号。在本专利技术的一种实施方式中，所述数据处理单元将探测单元产生的数据信号计算转换成NO浓度。在本专利技术的一种实施方式中，所述数据处理单元具有显示屏，能够显示NO浓度随时间的变化情况。本专利技术还提供一种应用上述生命探测装置探测生命的方法，包括以下步骤：(1)获得NO含量的基值，(2)探测目标空间的NO含量，(3)将目标空间的NO含量与基指进行比较。所述获得NO含量的基值可以是通过探测单元测得目标空间所处背景环境中的NO含量，也可以是人为输入目标空间所处背景环境中的NO含量的经验值。所述探测目标空间的NO含量应尽量能采用灵敏度高、准确性好的测定方法。例如化学发光法，化学发光法检测NO的原理是NO与O3反应生成激发态二氧化氮(NO2*)，NO2*在返回基态的过程中释放能量并发光，通过发光强度来反应NO的浓度。化学发光法灵敏度高、响应时间短、线性范围宽。所述将目标空间的NO含量与基值进行比较，是指判断目标空间的NO含量与基值是否存在统计学意义上的显著差异。当目标空间的NO含量与基值相比，显著上升时，即可判定目标空间有活体生命；当目标空间的NO含量与基值相比，无显著差异时，即可判定目标空间无活体生命。本专利技术还提供一种应用上述生命探测装置监测生命体征的方法，包括以下步骤：(1)获得特定时间、目标空间中生命体正常生命活动状态下，空气中NO含量的值，作为初始值，(2)持续或间歇测定目标空间的NO含量，当目标空间的NO含量与初始值相比，出现下降或上升拐点时，系统提示异常。所述拐点的判断方法包括但不限于移动平均法、连续曲线求导法、泰勒公式判断法等。作为人体呼出气体中的一种活性成分，NO并非百害而无一利，它不同于CO2、CO、NH3、H2S等，不会由动植物腐败产生，具有特异性。我们发现NO从人体呼出后会逐步自然衰变为一种稳定的气体成分，且该活性成分的含量与人体活动密切相关，人数多，活动剧烈时呼出量也大。因此，NO作为生命指示性气体，对其含量的变化进行精准测定，不仅能反映环境中人员的存在和数量，还可判断出他们的生存状态。本专利技术提供了一种基于监测NO含量变化的生命探测装置及其应用，能精准判断目标空间中有无生命体征，确保灾后救援工作快速、高效进行，还能为银行金库、档案馆等场合的防盗监控提供保障。附图说明图1一人在1m3空间里NO气体浓度随时间的累积变化情况。(设定每人换气量为4L/min，呼出气中NO浓度为15ppb。)图2不同人数不同体积的空间中NO气体的浓度变化情况。(设定每人换气量为4L/min，呼出气中NO浓度为15ppb。其中，实线代表1人1m3空间，虚线代表10人50m3空间，点线代表1人5m3空间。)图3一人在1m3空间中近400min时停止呼吸，其NO变化情况。(设定每人换气量为4L/min，呼出气中NO浓度为15ppb。)图4不同人数不同体积的空间中人停止呼吸后NO气体的浓度变化情况。(设定每人换气量为4L/min，呼出气中NO浓度为15ppb。其中，实线代表1人1m3空间，虚线代表10人50m3空间，点线代表1人5m3空间。)图5一人在5m3的空间中NO浓度变化情况。其中，实线表示600min后人停止呼吸并且停止换气后的NO变化情况，虚线则为人停止呼吸但是换气继续工作的情况。(设定每人换气量为4L/min，呼出气中NO浓度为15ppb。)图6测试系统示意图图7三名测试员进出30m3的空间NO浓度变化图。(a)模拟曲线图和(b)生命探测装置实测图。图8五名测试员进出70m3的空间NO浓度变化图。(a)模拟曲线图和(b)生命探测装置实测图。图9七名测试员进出70m3的空间NO浓度变化图图10六名测试员进出70m3的空间NO浓度变化图图11在有/无干扰气体条件下环境中NO浓度变化图图12在干扰气体存在下，五名测试员进出30m3的密闭空间NO浓度变化图。其中，(a)换气系统关闭和(b)换气系统常开。具体实施方式实施例1生命探测装置的设计原理设计生命探测装置的理论模型，包括以下假定的条件：(1)人体所处的空间为一种半封闭空间，有定量的新鲜空气输入，同时有等量的废气排出，以保证人体正常呼吸需求；(2)设定除了人体呼吸外，体系里没有额外的NO输入(如其它生物或物质的燃烧)；(3)人体呼出的气体与空间中原有的气体能在短时间内混合均匀。半封闭空间内人持续呼吸时NO气体浓度的变化推导过程如下：以第t分钟半封闭空间内的NO的物质的量，加上第t+1分钟内产生的NO的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生命探测装置，其特征在于，包括探测单元、数据传输单元和数据处理单元；所述探测单元用于探测目标空间的一氧化氮，所述数据传输单元用于将探测单元产生的数据信号传递到数据处理单元，所述数据处理单元用于将探测单元产生的数据信号，转换成NO的含量数值。

【技术特征摘要】
1.一种生命探测装置，其特征在于，包括探测单元、数据传输单元和数据处理单元；所述探测单元用于探测目标空间的一氧化氮，所述数据传输单元用于将探测单元产生的数据信号传递到数据处理单元，所述数据处理单元用于将探测单元产生的数据信号，转换成NO的含量数值。2.根据权利要求1所述的一种生命探测装置，其特征在于，所述探测单元的工作原理是应用紫外-可见光谱法、化学发光法、分光光度法、电化学法、色谱法或荧光分析法等检测NO含量。3.根据权利要求1或2所述的一种生命探测装置，其特征在于，所述探测单元的工作原理是目标空间中的NO与O3反应生成激发态二氧化氮，NO2*在返回基态的过程中释放能量并发光，通过发光强度来反应NO的浓度。4.根据权利要求1所述的一种生命探测装置，其特征在于，所述探测单元、数据传输单元和数据处理单元整合在一起；所述数据传输单元包括第一通信模块和第二通信模块，分别与探测单元和数据处理单元通信连接；所述数据传输单元通过无线信号进行数据传输。5.根据权利要求1所述的一种生命探测装置，其特征在于，所述生命探测装置还包括电源和警报装置。6.一种应用权利要求1～5任一所述生命探测装置探测生命的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋启军，王婵，李锋，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32