足跡提取裝置新設備與傳統設備的比較研究

周麗娟 張 琦

1.河南警察學院，河南 鄭州 450046；2.許昌市公安局，河南 許昌 461000

“足跡靜電吸附”是各類刑事案件的現場勘查中所采用的一種使用最頻繁、應用最普遍和效果最好的現場足跡顯示方法，但是現有設備不方便攜帶、操作相對比較復雜、費時費力、影響現場勘查整體工作的進行、污染周圍環境，有害人體健康，造成呼吸道職業病、傳統上較短的靜電吸附膜不能滿足較大現場成趟足跡的提取需要。由于技術人員的技術水平、工作經驗、操作技能不一樣，在現場不能根據具體環境正確使用靜電吸附器，致使現場勘查中該提取的足跡沒有提取下來甚至造成破壞，給案件偵破造成重大損失。為了解決以上問題，我們研發了一種具有(電動/手動)卷軸控制功能、自動清潔功能、操作簡單、使用方便的便攜式現場勘查用“卷軸式成趟足跡靜電吸附提取裝置”，此裝置能夠滿足較大現場成趟足跡的提取需要，在固定有價值痕跡物證的同時，梳理犯罪嫌疑人作案軌跡、推斷犯罪嫌疑人逃跑方向，為刑事偵查提供方向指引。現對新舊設備的優缺點進行比較研究。

一、新舊靜電足跡吸附器的工作原理

當一個帶有靜電的物體靠近另一個不帶靜電的物體時，由于靜電感應，沒有靜電的物體內部靠近帶靜電物體的一邊會產生與帶靜電物體所攜帶電荷相反極性的電荷，由于異性電荷互相吸引，就會出現靜電吸附現象。

灰塵足跡是由無數灰塵顆粒形成的。灰塵顆粒是由無數具有電極性的分子組成的。在沒有外加電場時，這些分子極性取向是雜亂無章的，灰塵顆粒總體上呈電中性。當有外加電場時，在電場力的作用下，正電荷沿電場方向移動，負電荷逆電場方向移動，這些分子的極性取向將發生一定程度的扭動。這一變化的總體效應是在灰塵顆粒的上部聚積一些負電荷，在下部聚積一些正電荷，這個過程稱為極化效應。靜電吸附膜是在黑色塑料布的一面電鍍一層金屬膜，將其金屬膜面朝上覆蓋在地面上，在其金屬膜面充電(一般為正電荷)，由于塑料是絕緣體，電荷不能穿過塑料膜流入大地而滯留在塑料表面，這些電荷將產生電場，由于電荷分布在一個平面，電場的方向指向地面，電場穿過對塑料布對下面的灰塵產生作用。即灰塵顆粒上部的負電荷受到向上的吸引力，下部的正電荷受到向下的排斥力，當灰塵顆粒上部的電場強度大于下部電場強度時，灰塵顆粒受到的合力是向上的，這個力量克服灰塵重力就向上運動，灰塵被吸附到塑料膜表面，從而在靜電吸附膜上顯現出足跡形態。

新舊設備在使用原理上是相同的。

二、新舊足跡提取設備的結構和操作流程

(一)舊足跡提取設備的結構

當前，各警用裝備供應商所生產的成趟足跡靜電吸附提取器一般包括三個組件：

1.一副高壓靜電發生裝置(一個靜電發生器、一段接地線和一個充電器；

2.數卷長度在4米左右、寬度在40厘米左右的靜電吸附膜(一般為鍍金屬膜塑料布)；

3.數塊毛巾。

(二)新足跡提取設備的結構

1.滾動軸絕緣套筒；2.電動卷軸開關；3.充電電池及電機；4.六邊形卡榫；5.滑軌；6.六邊形卡槽；7.滾動軸軸頸；8.方形板狀絕緣底座；9.滾枕；10.絕緣套筒手柄；11.滾動軸；12.靜電吸附膜；13.出膜口；14.清潔刷；15.手柄絕緣蓋；16.手動卷軸絕緣手柄。

我們設計的，包括一面為金屬膜、另一面為塑料吸附面的靜電吸附膜，靜電吸附膜的兩端分別固定在固定軸端和滾動軸端；該固定軸端設有能對靜電吸附膜提供或者斷開靜電的放電裝置；該滾動軸端包括卷軸模塊和核心機械模塊，靜電吸附膜的一端固定于核心機械模塊，卷軸模塊能使核心機械模塊滾動軸轉動，且其轉動時能使靜電吸附膜卷在其上。在核心機械模塊滾動軸旋轉的同時，靜電吸附膜被清潔刷(可定期更換)自動清潔。核心機械模塊包括滾動軸，靜電吸附膜的一端固定在滾動軸。卷軸模塊為手動卷軸模塊或電動卷軸模塊。

手動卷軸模塊包括“Z”狀的手動卷軸絕緣手柄和手柄絕緣蓋；手動卷軸絕緣手柄固定連接滾動軸。電動卷軸模塊包括充電電池及電機、滑軌和控制其供電或斷電的電動卷軸開關；滾動軸端部的內部是六邊形卡槽，電機連接與六邊形卡槽匹配的六邊形卡榫，電動卷軸模塊通過滑軌滑動時，六邊形卡榫能滑動進入或退出該六邊形卡槽。

固定軸端包括固定軸，靜電吸附膜的一端固定在固定軸上；放電裝置包括高壓靜電發生器、控制其的放電開關、及其放電電極、接地線；固定軸外側設置高壓靜電發生器，放電電極和靜電吸附膜連接。

其還包括外殼，外殼為滾動軸絕緣套筒、手柄絕緣蓋和固定軸端絕緣套筒。外殼設有靜電吸附膜進出的出膜口，出膜口邊緣設有清潔刷。外殼設有方便握持的手柄及帶連接繩的楔形卡榫。固定軸端方形板狀絕緣底座和滾動軸端方形板狀絕緣底座分別設有與其匹配且為錯開狀的楔形孔洞；固定軸端方形板狀絕緣底座上設有固定軸掛繩；手柄絕緣蓋設有連接繩固定在滾動軸端方形板狀絕緣底座。

(三)舊足跡提取設備的操作流程

傳統現場成趟足跡靜電吸附過程一般需要至少兩名現場勘查人員相互配合，用手動的方式來完成，其流程為：

1.穿著鞋套的現場勘查人員甲乙二人進入現場后，一般來說，會先由甲將一卷靜電吸附膜(內側面為金屬膜面，外側面為塑料吸附面)放置在地上，然后用身邊重物(通常是另一卷靜電吸附膜)將其近端壓住，再后將整卷靜電吸附膜向犯罪嫌疑人足跡存在重點區域用力推開。乙在遠處接到卷軸遠端后用身邊重物(通常是該卷靜電吸附膜卷軸內配套的硬紙筒)壓住后離手。

2.甲用連接接地線的高壓靜電放電器對該靜電吸附膜上方的金屬膜面加電，一段時間后便將高壓靜電放電器關閉并移開。

3.甲乙二人同時將該靜電吸附膜提起后反置在地，后兩人使用勘察燈對該靜電吸附膜塑料吸附面打側光進行觀察，如發現可疑足跡便進行拍照、記錄。

4.此次足跡靜電吸附提取結束后，甲乙二人需要用毛巾仔細將用過的靜電吸附膜塑料吸附面擦拭干凈，然后重新在配套的硬紙筒上卷好以備下次使用。

(四)新足跡提取設備的操作流程

1.將靜電吸附膜放在足跡前，將靜電吸附器的接地軟線充分接地；

2.用靜電吸附器的充電電極接觸鍍膜面，按動開關，為整個鍍膜面充電，在同性電荷相斥力的推動下，靜電吸附膜會自動向前展開，平整地覆蓋在足跡表面；

3.然后斷電，再充電，經過多次斷電充電后，可以看到靜電吸附膜緊緊地吸附在地面上；

4.隨后將接地軟線從吸附器上拔下，一端接觸鍍膜面，另一端接地，使鍍膜面上的電荷流入大地；

5.輕輕地拿起吸附器觀察黑色膜面上吸附器的灰塵足跡，認為滿意后，貼上比例尺用照相的辦法固定即可。

三、新舊足跡提取設備的適用范圍

(一)舊足跡提取設備的適用范圍

適用于提取平整水泥、油漆、大理石、水磨石、木地板、地板磚、金屬、玻璃等干燥、平滑硬性客體上的不易顯現的灰塵加(減)層足跡，也適用于提取留在地毯、呢絨、皮毛、毛巾、衣物、床單、布料等紡織品以及塑料等軟性客體上遺留的灰塵加(減)層足跡。

(二)新足跡提取設備的適用范圍

新設備除了適用于以上的客體外，還特別適用于大面積重點區域足跡的提取，效率高，效果好。

四、新舊足跡提取設備的優缺點

(一)舊足跡提取設備的缺點

1.傳統的成趟足跡靜電吸附提取器各個組件處于彼此分離狀態，不方便攜帶。

2.傳統成趟足跡靜電吸附提取器各個組件之間的相互手動配合使得整個操作相對比較復雜。足跡提取的效率對于現場勘查人員的個人業務水平依賴較大。

3.前次使用過的靜電吸附膜塑料吸附面必須經現場勘查人員用毛巾擦拭干凈并用硬紙筒卷起后才能再次使用。對于像豪華別墅、復式樓房和工廠車間等面積較大的現場地面，現場勘查人員采用這種方式費時費力，尤其在長時間的操作中會消耗大量體力，影響現場勘查整體工作的進行。

4.現場勘查人員在使用毛巾擦拭使用過的靜電吸附膜塑料吸附面一般有兩種方法，第一是在使用硬紙筒卷起靜電吸附膜的同時，用毛巾進行左右橫向擦拭，這樣大量的灰塵會在空氣中形成“塵埃云”，污染周圍環境，有害人體健康，造成呼吸道職業病。第二是趴在地面上使用毛巾從靜電吸附膜的一端到另一端進行擦拭，長期如此會造成腰椎和頸椎方面的職業病。

5.傳統的足跡靜電吸附提取器是一種使用頻繁的現場勘查裝備，不同現場地面環境的復雜性造成擦拭用的毛巾所沾染的大量塵埃中帶有大量細菌和病毒，由于不能做到每次使用后都清洗消毒，現場勘查人員如再次接觸擦拭過的毛巾就會有造成二次污染的可能。

6.傳統長度的靜電吸附膜從設計思路上來說，針對的主要是室內小范圍現場，在實際工作中，像入室盜竊這樣的小范圍現場占大多數。較長的靜電吸附膜是一種雞肋，其依靠人工清潔、卷起會使得操作麻煩并且工作量加大。如果在現場勘查中，現場勘查人員遇到像工廠車間這樣的大面積的現場地面，在搜索犯罪嫌疑人的活動軌跡以便為偵查提供指示方向時，傳統上較短的靜電吸附膜就不能滿足需要，從而會影響整個現場勘查工作的進度。

(二)新足跡提取設備的優點

1.由于本裝置內的靜電吸附膜卷長度遠遠大于傳統長度(四米)，其展開后最長可達上百米，其可以一次就展開到足夠長來對大面積的現場地面進行靜電吸附提取，方便對工廠車間等大面積的現場地面進行成趟足跡的靜電吸附提取，梳理犯罪嫌疑人作案軌跡和逃跑方向，為刑事偵查提供方向指引。

2.由于所有傳統靜電吸附的必備組件都被集成在一個機械裝置內，這使得整個裝置結構緊湊、體積變小。

3.由于滾動軸端絕緣套筒內有電動卷軸模塊，這使得收回被使用過得靜電吸附膜的速度大大加快。

4.電動/手動的式卷軸選擇控制使得現場勘查人員可以根據現場環境情況和個人喜好靈活操作。

5.清潔刷固定在滾動軸絕緣套筒出膜口邊緣使得每次靜電吸附膜在用后收起時都能自動清潔，操作省事且對人體安全。

6.清潔刷可定期更換，這不但保證了清潔刷的清潔能力，而且大大降低了清潔刷上細菌和病毒造成二次污染的概率。

7.本裝置兩端本身的重量使得靜電吸附膜在地面展開后自動保持型變，避免卷曲。

8.高壓靜電發生裝置被集成在固定軸套筒內，放電和接地簡便。

9.本裝置兩套筒在非使用狀態時可由楔形卡榫固定在一起，固定后的外觀類似古代卷軸，且其筒身有掛繩，還可裝入類似瑜伽包這樣的專用包后背在身上，這使得在范圍較大和環境復雜的各類刑事案件現場上隨用隨走，方便攜帶。

五、新舊設備操作注意事項

(一)舊設備操作注意事項

1.每次開關時，應該多次快速地打開開關和閉合。因為靜電吸附器只有每次按下開關的瞬間才能對鍍膜面充電，吸附灰塵。

2.靜電吸附膜不能多次使用，最好一次性使用，因為靜電膜使用后，電流斑會對對電鍍膜有很大的損害。再次使用效果會衰退60%-80%。

3.拍照時注意消除反光，最好在暗室中進行，放好比例尺，采用側光照明。

(二)新設備操作注意事項

1.單人模式

技術人員應一腳踩裝置(或兩腳左右夾緊裝置)，身體前傾，左手控制腰間遙控器，右手向前上方拉靜電膜。

2.雙人模式

(1)非行進中：技術人員一人一腳踩緊裝置，另一個人用一只手向遠處拉出靜電膜。

(2)行進中：技術人員一人手提裝置，另一人用一只手向遠處拉出靜電膜，而后兩人共同移動，選擇重點區域吸附。

3.注意事項

(1)收膜時注意向關機傳感器一側對齊，在距傳感器15厘米處可將拉手主動與關機傳感器接觸關機。

(2)收膜最后階段(等同或小于身高)時可采用垂直站立姿態，此時容易將膜向關機傳感器一側對齊。

(3)技術人員穿著鞋套進入現場，干凈的鞋套一般不會影響足跡，但謹慎起見，最好不要踩重點區域，可以在區域左右一側一手拉出靜電膜。

(4)在使用靜電吸附器時，建議將吸附器上的電極卸下一個，保留一個即可。因為兩個電極同時放電，正負電荷中和，不能對吸附膜有效充電。

(5)遇到不能接地的情況(如木質結構的樓房)，可將接地線與較大面積的金屬物相連，或與另一塊靜電吸附膜的鍍膜面相連，這樣可以增加接地極的面積。

經過比較可以看出《卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取裝置》操作簡單，攜帶方便，提高了現場勘查人員及裝備的機動能力；降低了個體人為因素對現場勘查中現場足跡提取效果的影響；減少了現場勘查人員的精力和體力消耗、提高了現場勘查的效率；有效防止了呼吸道、腰椎和頸椎職業病的發生，保護了現場勘查人員的身體健康；解決了靜電吸附膜長度制造瓶頸的問題，可以高效率地對大范圍現場地面可疑成趟足跡進行靜電吸附提取。該設備制造工藝簡單、制造成本低廉，特別適合于廣大基層刑事科學技術部門規模化推廣使用。《卷軸式便攜成趟足跡靜電吸附提取裝置》2015年5月獲得國家實用新型專利證書，專利號：ZL 2014 2 0571296.8