一种新型防烟面罩

摘要： 对传统型面罩进行了研究，提出在传统型面罩的基础上添加红外夜视等新功能，达到了充分利用红外技术的效果，解决了消防员在浓烟条件下照明、火情侦察和抢险救援等方面的难题。

关键词： 传统型面罩 安全性能 红外技术

1.概述

火灾是最经常、最普遍威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，火灾产生的烟雾会使人咳嗽、流涕、呼吸困难、刺激眼睛、无法看清道路和逃生的方向，重的可导致昏迷，甚至窒息死亡[1]。据统计，在火灾死亡的人员中，85%以上是由于烟雾熏呛窒息死亡或昏迷倒地后被火烧死的。目前国内外防烟面罩均无警示标志和红外夜视仪以及照明设备，在危急关头不能确定被施救者的位置，延误施救的最佳时机，给生命安全带来极大危害。因此，研制防烟面罩，对于增强使用者的自防自救能力，减少或避免伤亡事故的发生，都具有非常重要的现实意义。

2.红外技术的运用

2.1红外热像原理

红外热成像技术是利用热感应照相机的红外线成像技术[2] 。热感应照相机通过将红外探测器接受到的场景（包括其中的动态目标、静态目标以及背景）的红外辐射映射成灰度值，转化为红外图像，场景中某一部分的辐射强度越大，反映在图像中的这一部分的灰度值越高，也就越亮[3]。红外图像表征的是景物的红外辐射分布，红外辐射的物理本质是热辐射，热辐射的程度主要由物体的温度所决定，温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强，相应的所成的红外热图像的灰度值也就越高。最后并将数据经过处理转换成相应的温度图像，即热图[4]。

2.2红外热像测温原理

红外热像仪是能够实现热像测温的精密仪器，是红外热像测温的核心设备[5]。它利用实时的扫描热成像技术进行温度分析，图1所示为目前民用市场上应用的主流热像仪 ，其结构其结构简单、功能强大、测温快。

红外热像测温技术就是通过红外探测器接收被测物体的红外辐射[6]，再由信号处理系统转变为目标的视频热图像的一种技术。它将物体的热分布转变为可视图像， 并在监视器上以灰度或伪彩显示出来，从而得到被测物体的温度分布场信息 。红外热像测温原理如图2所示。

图 2 红外热像测温原理示意图

2.3红外技术在消防领域中的应用

以前，消防员在火场中常常因烟熏火烤、视线不清，难以有效地灭火、救人；红外热成像仪能帮助消防员克服在烟雾中的视力障碍，迅速找到着火点或被困人员，从而实施有效的灭火救助行动。不仅如此，红外热成像仪还能够使消防员分辨出烟幕或水幕后而的火源，提高火情侦察的准确性。有的红外热成像仪还能够通过无线信号把火场图像传输到火场调度台，便于指挥员准确、及时地下达作战命令。

在消防部队实施抢险救援中，红外热成像仪也能发挥非常重要的作用。利用红外热成像仪，消防员可以穿过气雾找到气体（液化气）泄漏点、搜寻遇险者所处的准确位置，还可以在气雾或烟雾笼罩无法接近口标时估测出与口标的距离，划定警戒区 。

3.结束语

本项目研究的防烟面罩对传统型面罩进行了改进，罩身采用阻燃、耐高温材料，同时安装了防爆手电筒、扩音设备、警示灯和温度警示器等设备，极大地提高了安全性能；更重要的是防烟面罩还采用了红外成像技术，通过穿透烟雾看清视野前方的情况，便于及时躲避危险，同时解决了消防部队在浓烟条件下照明、火情侦察和抢险救援等方面的难题。使人们在事故中可以更快的逃生，使身体最大可能的免受伤害，对逃生人员的生命安全带来极大的安全保障。

参考文献

[1] 朱杰，霍然，付永胜.超高层建筑火灾防排烟研究[J].消防科学与技术，2007，26（ 1） ： 54-57.

[2] Fan Jinxiang， YueYanjun， Development in new concepts andnew schemes for military infrared imaging systems [J].Infrared and Laser Engineering， 2011， 40（1）：1-6.

[3] 王瑞凤，杨宪江，吴伟东.发展中的红外热成像技术[J].红外与激光工程，2008，37（6）：699-702.

[4] Fan Jinxiang， Zhang Yuan. Development of new conceptmilitary infrared imaging system [J]. Infrared and LaserEngineering， 2008， 37（3）： 386-390.

[5]孙晓刚 ，李云红.红外热像仪测温计数发展综述[J].激光与红外，2008，32（ 2）：101-104.

[6] 李云红 ， 孙晓刚， 原桂彬. 红外热像仪精确测温技术[ J] . 光学精密工程， 2007， 15（ 9）： 1336-1341.

作者简介：

1、徐厚森 （1993-）男，天津城建大学能源与安全工程学院，天津，300384

2、赖艳萍（1981-）女，副教授，天津城建大学能源与安全工程学院，天津，300384

kdlaiyanping@126.com

3、宋晓冰（1994-）女，天津城建大学能源与安全工程学院，天津，300384

支撑项目：

1、天津城建大学学生科研立项A类“多功能防烟面罩的研究及创新”

2、天津城建大学教改项目：突出城建特色的安全工程专业实践教学体系研究 ，

（项目编号JG-1419）