李隆盛 博士/華夏科技大學資產與物業管理系副教授 紅外線熱影像儀原理與特點 紅外線熱影像儀器係運用光電技術,以偵 測物體熱幅射之特定紅外線波段訊號,可將該 訊號轉換成可供人類視覺辨視之影像圖形,並 可進一步計算出溫度值。這種技術讓人類可以 超越視覺障礙,「看得到」物體表面之溫度分 佈情形。物體表面溫度若超過絕對零度 ( 0 K) 即 會輻射出電磁波,隨著溫度的不同,其所輻射 電磁波之強度與波長分布特性亦隨之改變, 波長約略介於 0.75μm 到 1000μm 間之電磁 波概稱為「紅外線」,紅外線在地球表面傳送 時,會受到大氣組成物質 ( 特別是 H 2 O、CO 2 、 CH 4 、N 2 O、O 3 等 ) 的吸收,使強度明顯下降, 僅在 305μm( 短波 ) 及 812μm( 長波 ) 間的兩 個波段有較好之穿透率 (Transmission),此即俗 稱之大氣窗 (Atmospheric window),大部份的紅 外線熱影像儀器即針對此二波段電磁波進行偵 測,以計算並顯示物體的表面溫度分佈。因此, 具有非接觸式、測溫快速、反應靈敏及視覺直 接觀測等特性,使其在非破壞性檢測及熱點追 蹤的領域中扮演重要的角色。對建物、橋梁結 構進行檢測,提早發現問題避免造成重大傷害 及損失。 紅外線熱影像儀的應用 紅外線熱影像檢測技術的應用範圍很廣, 其檢測的項目亦包羅萬象: 1. 建築物的建造品質和設計進行檢測和評 價,其中包括對建築物的裂痕、牆壁的分層或 斷層部位、牆壁和地下管道的滲漏進行檢查, 以及對建築物的熱耗及採暖、保溫、照明系統 等與橋樑結構維修及診斷。 2. 設備維修及預知保養 3. 研究開發 4. 製程品保 紅外線熱影像儀的診斷能力 現市售熱影像儀大都是輻射式測量儀器。 它不僅可以圖形方式顯示溫度差,還可以測量 和存儲每個點的溫度。所有數據點都可被調用, 以便對每個圖像進行詳細分析,以及對一段時 間內的多個圖像進行趨勢分析。這樣就使全輻 射式熱影像儀成為一個功能強大的預測性維護 工具。過去熱影像方法既複雜又昂貴,使其只 能由熱影像專家使用。幸運的是,技術上的最 新進展不僅降低了熱影像儀的成本,而且還使 得它們更加易於使用並且功能更加可靠。本系 採購的熱影像儀是美國 FLukeTi25 熱影像儀其 規格如下圖: 溫度範圍: 攝氏 -20 到 +350 度 準確度: ± 攝氏 2 度或 2 % (以較大值為準) 熱敏度: 攝氏 30 度(100 毫開 (mK))時,≤ 攝氏 0.1 度 紅外線光譜波段:7.5 公微 (μm) 至 14 公微 (μm) 可見光攝影機: 640 x 480 解析度;640 x 480 LCD 顯示螢幕顯 示三種螢幕上紅外線混和等級 隆 盛 博 士 華 夏 科 技 大 學 產 與 物 業 管 系 副 教 授 紅外線 熱像儀檢測 應用簡介 授 授 授 授 9 技師期刊 69