CC BY
11
Б. П. ЖИЛКИН, д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры "Теоретическая теплотехника" Уральского федерального университета им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия М. М. ШЕВЕЛЕВ, специалист по неразрушающему контролю, генеральный директор Центра тепловизионной диагностики, г. Екатеринбург, Россия А. В. ЕФИМОВА, канд. техн. наук, специалист по тепловизионным обследованиям Центра тепловизионной диагностики, г. Екатеринбург, Россия Е. А. ПЛЕСНЯЕВ, канд. техн. наук, начальник Лаборатории неразрушающего контроля Центра тепловизионной диагностики, г. Екатеринбург, Россия С. Г. АЛЕКСЕЕВ, канд. хим. наук, доцент, начальник отдела Уральского института ГПС МЧС РФ, г. Екатеринбург, Россия
УДК 53.05:614.8
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОИСКА ЛЮДЕЙ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОЙ ВИДИМОСТИ*
Предлагается новый подход к методам поиска людей в условиях чрезвычайных ситуаций. Данный подход базируется на совместном использовании специальных идентификационных тепло-контрастных меток и тепловизора, что позволяет сократить время поиска и обнаруживать людей даже без признаков жизни. Применение данного метода обеспечивает конфиденциальность розыскных мероприятий даже в темное время суток за счет отказа от светового сопровождения в видимом диапазоне длин волн.
Ключевые слова: поиск; метка; ЧС; тепловизор; обнаружение людей; визуализация термоизображения; теплоконтрастный элемент; инфракрасный диапазон.
При чрезвычайных ситуациях, возникающих в результате природных катаклизмов, техногенных аварий и инцидентов, пожаров и просто из-за человеческой беспечности, главной задачей спасательных подразделений МЧС и других ведомств является обнаружение и спасение людей. При выполнении этой задачи очень важно исключить гибель людей из-за того, что их вовремя не нашли и не оказали своевременную помощь. Поиски людей часто осложняются тем, что их приходится вести в темное время суток или в среде с ограниченной видимостью.
В настоящее время на помощь спасателям приходят инфракрасные камеры, которые обнаруживают человека по тепловому излучению. Когда в человеке еще теплится жизнь, вероятность его нахождения с помощью тепловизора достаточно велика, если известен район поиска. Но как обнаружить человека в темноте, если он уже мертв или лежит в бессознательном состоянии на снегу, да еще лицом вниз? В этом случае обнаружению будет способствовать наличие на одежде активного элемента — идентификационной метки. Создаваемый этой меткой оптический контраст воспринимается тепловизионным прибором как температурный контраст. Идентифи-
* По материалам V Всероссийской конференции "Актуальные проблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации" (г. Воронеж, 26 октября 2011 г.).
кационная метка — это теплоконтрастный элемент с высокой степенью черноты, который размещается на наружной поверхности объекта. Она может быть пришита, нанесена механическим, полиграфическим, термическим или иным способом. При этом метка может иметь любую форму — цифры, буквы, геометрические фигуры или их комбинации и быть любого размера.
На рис. 1 приведена термограмма куртки с нанесенной на ее поверхность идентификационной меткой "А5". В обычных условиях метка неактивна и практически не видна в инфракрасном диапазоне (рис. 1, а).
Активация теплоконтрастного элемента идентификационной метки происходит не за счет нагрева или смачивания (т. е. контактных способов), а за счет дистанционного воздействия на нее инициирующего излучения. Механизм работы идентификационной метки прост и заключается в следующем. Метка в обычных условиях имеет температуру такую же, как и поверхность объекта, на которую она нанесена. В большинстве случаев это — фоновая температура, поэтому на экране тепловизора метка никак не проявляется и не контрастирует. При воздействии инициирующего излучения (галогенной лампы) метка за счет ее оптических свойств становится активной, и тепловизионный прибор покажет четкие очертания формы метки (рис. 1, б).
© Жилкин Б. П., Шевелев М. М., Ефимова А. В., Плесняев Е. А., Алексеев С. Г., 2012
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №5
61
Отметим, что вместо засветок в видимом диапазоне длин световых волн можно использовать инфракрасное инициирующее излучение, что позволяет обеспечить конфиденциальность поиска, которая необходима, например, при действии на территории противника. Сама метка не обнаруживается тепловизором в обычных условиях, что позволяет человеку при необходимости спрятаться от "взора" инфракрасных приборов вражеской стороны. При этом дружественные силы поисковых команд, зная о наличии теплоконтрастного элемента
Рис. 1. Термограмма куртки с идентификационной меткой "А5" без инициирующего излучения (а), в условиях галогенного (б) и инфракрасного (в) инициирующего излучения
(идентификационной метки), вместо видимой галогенной засветки могут использовать инфракрасную. При этом работу по обнаружению человека можно проводить с помощью тепловизора в полной темноте. На рис. 1, в приведена тепловая картина поверхности куртки с идентификационной меткой "А5", полученная при инфракрасном инициирующем излучении.
Таким образом, совместное применение идентификационных меток на одежде и инициирующего излучения позволит сократить время поиска и обнаруживать людей даже без признаков жизни. Использование инфракрасной засветки в качестве инициирующей способно обеспечить конфиденциальность розыскных мероприятий даже в темное время суток за счет отказа от светового сопровождения в видимом диапазоне длин волн.
Материал поступил в редакцию 1 февраля 2012 г.
Электронные адреса авторов: [email protected];
[email protected]; [email protected]; [email protected];
Из пожарно-технического энциклопедического словаря
ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (температурное излучение) — электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счет его внутренней энергии (в отличие, например, от люминесценции, которая возбуждается внешними источниками энергии). Тепловое излучение имеет сплошной спектр, положение максимума которого зависит от температуры вещества. С ее повышением возрастает общая энергия испускаемого теплового излучения, а максимум перемещается в область малых длин волн. Тепловое излучение испускает, например, поверхность накаленного металла, земная атмосфера и т. д.
Тепловое излучение возникает в условиях детального равновесия в веществе для всех безызлучательных процессов, т. е. для различных типов столкновений частиц в газах и плазме, для обмена энергиями электронного и колебательного движений в твердых телах и т. д. Равновесное состояние вещества в каждой точке пространства — состояние локального термодинамического равновесия (ЛТР) — при этом характеризуется значением температуры, от которого зависит тепловое излучение в данной точке.
62
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №5
