激光振动传感技术可以比以前的技术更快地探测地雷

激光振动传感技术可以比以前的技术更快地探测地雷

国家物理声学中心（NCPA）的研究人员正在开发一种基于激光阵列和振动机的新型地雷探测技术。这种技术可以比传统方法更快、更有效地探测埋在地下的物体，为解决全球地雷问题提供了新的希望。

图中显示了一个被埋在土壤中的物体在激光振动传感技术下呈现出的红色斑点。NCPA首席科学家Vyacheslav Aranchuk（右）最近在日本的一次会议上展示了这项技术。来源：Kevin Bain/Ole Miss Digital Imaging Services

全世界埋在地下的地雷足以绕地球赤道两圈，但识别和清除这些爆炸物既昂贵又耗时。Vyacheslav Aranchuk是国家物理声学中心的首席科学家，他在上周于日本大阪举行的光学激光大会和展览会上介绍了他对激光多波束振动传感器技术的研究。阿兰丘克的激光振动传感技术可以比以前的技术更快地探测到地面上的地雷。阿兰丘克说：“世界各地埋着数以千万计的地雷，随着冲突的继续，每天埋的地雷还在增加。”“这项技术在持续的冲突中有军事用途，在冲突结束后有人道主义用途。”

2022年，全球部署了1.1亿多枚有效地雷，以往战争遗留的地雷或其他爆炸物造成4710人受伤或死亡。超过85%的地雷伤亡是平民，其中一半是儿童。

世界上有70个国家每天都有活跃地雷的危险，包括现在和以前的战区。地雷很容易制造，每枚只需3美元，但是识别和处理每枚地雷却要花费高达1000美元。阿兰丘克说，目前的地雷探测主要依靠手持式金属探测器，这种技术既危险又耗时。金属探测器和探地雷达在发现塑料地雷方面是无效的。Aranchuk在密西西比大学的研究团队于2019年开发了一种激光振动传感器，该传感器可以通过排成一行的30束激光束在移动车辆的安全距离内发现被埋的物体。

研究人员的最新技术可以在不到一秒的时间内形成地面的振动图。它使用了一个34x23矩阵的光束阵列——大致形成了一个矩形。他说：“大多数现代地雷都是由塑料制成的，因此对于寻找金属的传统探测方法来说，它们更难成为目标。”“这就是NCPA开发这种检测方法的原因。”与2019年的技术一样，阿兰丘克的激光多光束差分干涉传感器（LAMBDIS）可以从移动的车辆上使用，进一步提高了探测埋藏地雷的速度。来自南通的张伯阳，原国家大剧院博士后研究员。张说：“金属探测器探测到任何金属物体都会产生误报，而且（探地雷达）可能会受到某些土壤条件或材料的阻碍。”“相比之下，激光声学探测使用激光和声学传感的结合，这使得它能够以更高的精度从远处探测地雷。”“它可以减少误报，并使操作人员远离检测区域，从而提高安全性。”

为了找到埋藏在地下的物体——无论是爆炸性的还是其他的——研究人员制造了地面振动，然后在地面上投射了一个二维激光束阵列。地面振动引起反射激光频率的微小变化，用于创建该区域的振动图像。埋在地下的地雷的振动与周围土壤的振动不同，在振动图像中显示为红色斑点。“工作原理是基于光的推断，”阿兰丘克说。“我们向地面发射光束，从地面上不同点散射回来的光的干扰产生信号，这些信号的处理揭示了地面上每个点的振动幅度。”

研究人员说，虽然这项技术的目的是探测地雷，但它的应用范围可能很广。Aranchuk说：“除了地雷探测，LAMBDIS技术还可以用于其他用途，例如桥梁和其他工程结构的评估，汽车和航空航天工业中材料的振动测试和无损检测，以及生物医学应用。”Aranchuk的下一阶段研究旨在研究LAMBDIS在不同埋藏物体和不同土壤条件下的性能。

本文原文来自oe1.com